ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
PHẦN I:
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
CHÖÔNG I: TỔNG QUAN TRẠM BIẾN ÁP
1. Khái quát về hệ thống và trạm: 4
2. Phân loại trạm biến áp: 4
3. Chọn vị trí đặt trạm: 4
4. Thông số chính của trạm thiết kế: 5
5. Kết cấu của hệ thống phân phối 5
6. Những yêu cầu khi thiết kế: 6
7. Sơ lược về nhu cầu của khu công nghiệp sóng thần: 6
8. Nhiệm vụ thiết kế: 6
CHÖÔNG II: PHÂN TÍCH PHỤ TẢI VÀ ĐỀ SUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1. Phân tích phụ tải: 7
2. Dự báo phụ tải: 8
3. Chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm và lựa chọn thiết bị : 9
CHÖÔNG III: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CÓ TÍNH QUÁ TẢI BÌNH
THƯỜNG VÀ QUÁ TẢI SỰ CỐ
1. Lựa chọn máy biến áp và tính quá tải cho phương án 1 11
2. Lựa chọn máy biến áp và tính quá tải cho phương án 2 12
CHÖÔNG IV: TÍNH TOÁN TỔN THẤT MÁY BIẾN ÁP TRONG NGÀY VÀ
TRONG NĂM
1. Tính toán cho phương án 1: 15
2. Tính toán cho phương án 2: 15
CHÖÔNG V: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3 PHA ĐỂ CHỌN MÁY CẮT
1. Giới thiệu sơ lược về ngắn mạch 17
2. Nguyên nhân gây ra ngắn mạch 17
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3. Hậu quả của việc ngắn mạch: 17

ÁP
I. Chọn phương án bố trí kim thu sét 44
1. Về mặt kĩ thuật: 44
2. Các măt khác : 44
3. Chọn phương án bố trí hệ thống thu sét : 45
4. Xác định phạm vi bảo vệ cột thu sét : 45
II/ Tính tốn bảo vệ chống sét cho trạm 49
1. Tổng quan về trạm cần bảo vệ: 49
2. Tính tốn bảo vệ cho trạm: 49
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP
I. Khái niệm chung 54
II. Tính toán thiết kế hệ thống nối đất 54
1. Nối đất tự nhiên: 54
2. Nối đất nhân tạo: 55
III. Tính tổng trở xung của hệ thống thống nối đất có nối đất bổ xung 58
IV. Kiểm tra hệ thống nối đất đã thiết kế theo điều kiện chống sét:: 62
CHƯƠNG III: CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110 KV
1. Các thơng số đường dây 63
2. Xác định xác suất phóng điện trên đường dây 66
PHẦN III
THIẾT KẾ RELAY BẢO VỆ CHO TRẠM
CHƯƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ BẢO VỆ RƠLE
1. Nhiệm vụ và các u cầu cơ bản của hệ thống bảo vệ: 84
2. Các đại lượng cơ bản 85
3. Tính tốn các thơng số điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch,
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
thứ tự không: 85
4. Tính toàn ngắn mạch, phân bố dòng của trạm biến áp 86
CHƯƠNG II:THIẾT KẾ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP

Chữ ký của giáo viên phản biện:
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN:
Thiết kế trạm biến áp 110/ 22 kV, máy biến áp 2 x 63 ( MVA), cấp điện cho khu công
nghiệp Sóng Thần huyện Dĩ An – Bình Dương.
Công suất nguồn: S
N

Trạm tăng áp thường đặt ở gần các nhà máy, nhằm tăng điện áp cao hơn để truyền tải
đi xa nhằm làm giảm tổn thất điện năng.
Trạm hạ áp thường đặt gần các nơi tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp
thấp phù hợp với nơi tiêu dùng.
Trạm trung gian làm nhiệm vụ lien lạc giữa các lưới điện có cấp điện áp khác nhau.
b. Phân loại theo địa dư:
Trạm biến áp khu vực được cung cấp điện từ mạng điện khu vực (mạng điện chính)
của hệ thống để cung cấp cho các khu vực lớn hơn bao gồm các thành phố, các khu
công nghiệp. điện áp của trạm khu vực phía sơ cấp là 110 kV, 35 kV, 10 kV, 6 kV.
Trạm biến áp địa phương là trạm được cung cấp điện từ mạng điện phân phối hay
mạng mang điện địa phương của hệ thống điện cấp cho từng xí nghiệp hay trực tuyến
qua các hộ tiêu thụ điện áp thấp hơn.
11.Chọn vị trí đặt trạm:
a. Hiện trạng nguồn và phụ tải:
Phụ tải của khu công nghiệp Sóng Thần vào khoảng 70 MW.
Các trạm biến áp trong khu vực lân cận: trạm gò đậu 110/ 22 kV, trạm tân định 500/
220/ 110 kV.
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
b. Cơ sở chọn vị trí đặt trạm:
Vị trí đặt trạm được quyết định bở công suất được phân bố trên từng đoạn cho trước,
điện áp hệ thống và độ sụt áp.
Vị trí của trạm có thể trong nhà ngoài trời, mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng.
Tùy theo tính chất và yêu cầu từng vùng mà ta chọn vị trí sao cho thích hợp nhất.
Những điểm cần xét đến khi chọn vị trí đặt trạm:
+ Càng gần trung tâm phụ tải càng tốt
+ Đặt ở vị trí sao cho các tiềm năng trong tương lai được đưa đến thuận lợi, không
phụ thuộc vào độ sụt áp
+ Giá đất xây dựng trạm
+ Phải có đường giao thông dể vận chuyển máy biến áp đến

 Khí cụ để đóng cắt lưới điện như: máy cắt, cầu dao, dao cách ly,
aptomat,…
 Các khí cụ đo lường như: BU, BI, các đồng hồ đo A, V, Wh,
Cosϕ,…
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 Khí cụ bảo vệ mạch như: Relay, CB, FCO,…
14.Những yêu cầu khi thiết kế:
- Mục tiêu cơ bản là phải đảm bảo cho các phụ tải luôn có điện và chất lượng điện tốt.
1 phương án được xem là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau:
+ Vốn đầu tư nhỏ
+ Độ tin cậy cung cấp điện cao
+ Phí tổn vận hành hàng năm thấp
+ An toàn với người vận hành và thiết bị
+ Chất lượng điện đảm bảo
15.Sơ lược về nhu cầu của khu công nghiệp sóng thần:
Khu công nghiệp sóng thần là nơi có nhiều tiềm năng phát triển kinh tế, nhất là các
nghàng công nghiệp. nên việc xây dựng trạm biến áp là đang rất cần thiết. nó sẽ cung
cấp điện tốt và ổn định cho toàn khu vực trong khu công nghiệp hiện nay và trong tương
lai.
16.Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế trạm biến áp 110/ 22 kV cho khu công nghiệp sóng thần_ Dĩ An.
Lựa chọn các thiết bị phân phối và bảo vệ cho hệ thống.
Hệ thống phân phối của trạm phải cung cấp điện tốt cho khu công nghiệp.
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG II:
PHÂN TÍCH PHỤ TẢI VÀ ĐỀ SUẤT
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
4. Phân tích phụ tải:

0,75 x 70 = 52.5 0,8 65.6 39,58
8
h
11
h
0,95 x 70 = 66.5 0,8 83.1 50,14
11
h
13
h
0,90 x 70 = 63 0,8 78.75 47.5
13
h
16
h
0,95 x 70 = 66.5 0,8 83.1 50,14
16
h
18
h
0,75 x 70 = 52,5 0,8 65.6 39,58
18
h
21
h
0,85 x 70 = 59,5 0,8 74.4 44,86
21
h
24
h

P
tb
=
( ) ( )
1
*
24
n
i i
i
P t
=

= 49.3 (MW )
5. D bỏo ph ti:
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Dự báo phụ tải là tính đến q trình phát triển của tương lai, có thể dự báo với thời
gian ngắn hạn, trung hạn hoặc xa hạn. nhằm tránh tình trạng trạm vừa mới thiết kế, xây
dựng xong đã q tải cho phép.
- Có 3 loại dự báo:
+ Dự báo ngắn hạn khoảng từ 1
→
2 năm. Loại này cho phép sai số từ 5
→
10%.
+ Dự báo trung hạn khoảng từ 3
→
10 năm. Loại này cho phép sai số từ 10
→

- Qui mơ của trạm và có tính đến sự thay đổi dung lượng máy biến thế lên một
cấp.
- Tính đồng nhất của thiết bị nhằm giảm số lượng dự phòng trên hệ thống, cũng
như khả năng lắp thay thế lẫn nhau trong hệ thống.
b. Lựa chọn thiết bị phân phối:
- Với cấp điện áp từ 22 kV trở xuống, xu hướng hiện nay người ta dùng thiết bị
phân phối đặt trong nhà với những lý do sau:
- Về kinh tế: chiếm diện tích xây dựng nhỏ, chi phí mua sắm thiết - bị, xây dựng
khơng đắt hơn nhiều so với thiết bị ngồi trời.
- Về mặt kỹ thuật: An tồn, ít xảy ra sự cố.
- Tạo vẽ mĩ quan cho cơng trình.
c. Các phương án đề suất thiết kế:
13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Do tính ổn dịnh của phụ tải, phụ tải của khu công nghiệp ít thay đổi trong tương
lai.để cân bằng phụ tải ngày của trạm trong khu công nghiệp các công ty phải làm ca
3.phương án thiết kế phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện.
Căn cứ vào hiện trạng của trạm biến áp sóng thần đang thiết kế với 2 MBA vận hành
song song, được lấy điện từ 2 phát tuyến đó là trạm Tân Định (500/ 220 /110 kV) và
trạm Gò Đậu (110 kV Phía 22 kV của trạm có 8 lộ ra đảm bảo cung cấp điện cho khu
công nghiệp sóng thần.
Ta có 2 phương án thiết kế:
1. Phöông aùn 1:
MBA T1 và T2 là MBA 3 pha 2 cuộn có các thông số như nhau,
2. Phöông aùn 2:
Ta thay đổi công suất của 2 MBA T1, T2 bằng 2 MBA T3 và T4:
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MBA T3 và T4 là MBA 3 pha 2 cuộn có các thông số như nhau,
15

Tính tốn q tải cho máy biến áp T1 và T2:
Q tải bình thường:
Ta có: S
dmB
> 0,5* S
max
 80 MVA > 0.5* 83.1 = 41.55 MVA
Khi 2 MBA làm việc song song nên ta khơng cần tính q tải bình thường của 2 MBA.
Q tải sự cố:
Khi 2 MBA vận hành song song có 1 trong 2 máy gặp sự cố phải nghỉ,máy còn lại
phải cung cấp đủ cho phụ tải theo điều kiện q tải cho phép.
Ta có: K
qtscc
* S
dmB
> S
maxpt
.
Đối với máy biến áp đặt ngồi trời: K
qtscc
= 1.4
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
 S
dmB
= 80 MVA >
max
83.1
59.3
1.4

K
S
= = = <
=> máy biến áp 80 MVA cho phép làm việc
q tải sự cố.
=> Ta chọn MBA T1 và T2 là MBA 3 pha 3 cuộn có các thơng số như nhau,
Ta chọn MBA T1và T2 là MBA 3 pha 3 cuộn dây loại TMTH:
Có các thông số cụ thể sau:
- S
dm
= 80 MVA
- U
dm
= 115/ 35/ 22 kV
- ∆p
0
= 70 kw
- ∆p
n
= 315 kw
- U
N C- H
(%) = 10.5 %
- U
N C- T
(%) = 18 %
- U
N T- H
(%) = 7 %
- I

Khi 2 MBA vận hành song song có 1 trong 2 máy gặp sự cố phải nghỉ,máy còn lại
phải cung cấp đủ cho phụ tải theo điều kiện q tải cho phép.
Ta có: K
qtscc
* S
dmB
> S
maxpt
.
Đối với máy biến áp đặt ngồi trời: K
qtscc
= 1.4
 S
dmB
= 75 MVA >
max
83.1
59.3
1.4
qtsc
S
K
= =
MVA
 Thời gian q tải là: 8 giờ lớn hơn thời gian q tải cho phép.
Vậy máy biến áp 75 MVA khơng cho phép q tải khi có sự cố. Do vậy khi q tải
sự cố ta phải cắt giảm phụ tải loại 3 ở những giờ cao điểm, sao cho MBA khi q tải
sự cố có thể làm việc với thời gian q tải khơng q 6 giờ trong 1 ngày đêm,
Ta cần bố trí cắt giảm phụ tải loại 3 ở những giờ cao điểm theo hình thức ln phiên
nhau, để khơng nơi nào phải bị mất điện liện tục trong khoảng thời gian chờ sửa

11
h
 13
h
78.75 70.87
13
h
 16
h
83.1 74.79
16
h
 18
h
65.6 65.6
18
h
21
h
74.4 74.4
21
h
24
h
65.6 65.6
Từ bảng cắt giảm phụ tải trên ta thấy thời gian q tải sự cố còn lại 0 giờ trong 1
ngày đêm, bằng với thời gian q tải cho phép ( hợp lý ).
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Kiểm tra điều kiện K

- S
dm
= 75 MVA
- U
dm
= 115/ 35/ 22 kV
- ∆p
0
= 170 kW
- ∆p
n
= 530 kW
- U
N C- H
(%) = 10.5 %
- U
N C- T
(%) = 17 %
- U
N T- H
(%) = 6 %
- I
0
(%) = 4 %
- GIÁ: 90 x 10
3
R
Sở dĩ ta chọn MBA 3 pha 3 cuộn là do sóng sin khơng ổn định, dao động bị méo
dạng, chất lượng điện năng giảm. buộc ta phải sử dụng MBA 3 pha 3 cuộn có tổ đấu dây
Y /∆ / Y. cuộn trung đấu ∆ chống song hài bực cao.cấp trung 35 kV khơng sử dụng có 1

1 1 2 2 3 3
2
. . .
MAX
S t S t S t
S
τ
+ +
=

=
2 2 2
2
65.6 *13 83.1 *8 74.4 *3
18.5
83.1
+ +
=
(h)
=> Tổn thất điện năng của MBA:
max
1
* * * *( )*
kt n
dm
S
A n P T P
n S
τ
∆ = ∆ + ∆

2*70*8760 *315*( ) *18.5 1229543.9
2 80
A∆ = + =
(KWh)
4. Tính toán cho phương án 2:
Thơng số của MBA:(do cuộn trung MBA khơng sử dụng nên trong tính tốn ta
bỏ qua cuộn trung ).
- S
dm
= 75 MVA
- U
dm
= 115/ 22 kV
- ∆p
0
= 170 kW
- ∆p
n
= 530 kW
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- U
NC-H
(%) = 10.5 %
- I
0
(%) = 4 %
Sử dụng 2 MBA vận hành song song => n = 2
ta có: Thời gian tổn thất lớn nhất:
2 2 2

=>Tổn thất điện năng trong ngày là: t = 24 h
=>
2
1 83.1
2*170*24 *530*( ) *18.5 14178.6
2 75
A∆ = + =
(KWh)
=>Tổn thất điện năng trong 1 năm: t = 8760 h
=>
2
1 83.1
2*170*8760 *530*( ) *18.5 2984321.02
2 75
A∆ = + =
(KWh)
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG V:
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3 PHA ĐỂ CHỌN MÁY CẮT
1. Giới thiệu sơ lược về ngắn mạch:
Khi thiết kế vận hành hệ thống điện ta cần phải xét đến khả năng xảy ra sự cố và
các tình trạng làm việc khơng bình thường của hệ thống điện. Ngắn mạch là sự cố nguy
hiểm thường xảy ra trong hệ thống điện. Khi xảy ra ngắn mạch sẽ xuất hiện dòng ngắn
mạch có trị số rất lớn chạy trong mạch điện gây ra tác hại ngun trọng đến các thiết bị
điện.
Trong các dạng ngắn mạch thì ngắn mạch 3 pha thường ít xảy ra, nhưng khi xảy
ra thì nó thường rất nguy hiểm, nên ta chỉ tính tốn ngắn mạch 3 pha dể lựa chọn thiết bị
bảo vệ.
2. Ngun nhân gây ra ngắn mạch:

S
U
= 0.52 (KA)
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chọn: Ucb2 = 22 kV => Icb2 =
2
3 *
cb
cb
S
U
= 2.62 (KA)
Sơ đồ phương án 1:

Vì đường dây ngắn nên ta bỏ qua điện trở dây dẫn (R
d
≈
0).
Suy ra sơ đồ thay thế của phương án 1 trong hệ tương đối cơ bản là:
Điện kháng của hệ thống: X*
htCB
=
.
cb
Nht
S
S
;
 X*

+ Đường dây từ trạm Tân Định đến trạm Sóng Thần là 28.5 km
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
0
2
* . .
cb
cb
S
x cb r l
U
=
; chọn x
0
= 0.4 (
Ω
/ km)
=>
2
2
100
* 0.4*28.5* 0.094( )
110
cbd
x dvtd= =
( )
0.06*0.094
* 0.037( )
0.06 0.094
cbd td

+ Khi sảy ra ngắn mạch tại điểm N1, ta có sơ đồ tương đương:
Ta có: X
Σ
cb(N1)
=
( )
0.017 0.037 0.054( )
htcb dcb td
x x dvtd= + = + =
 I
N1
=
1
( 1)
*
X*
cb
cb N
E
I
Σ
;
E : Là nguồn hệ thống ở đơn vị tương đối, lấy E = 1
=> I
N1
=
1
*0.52 9.63( )
0.054
KA=

X*
cb
cb N
E
I
Σ
;
=> I
N2
=
1
*2.62 21.9( )
0.1195
KA=

Dòng xung kích tại điểm ngắn mạch N2 là:
I
xk(N2)
=
2. .k
I
NM(N2)
; với K = 1.8; => I
xk(N2)
= 1.8*
2 *21.9
= 55.7 (KA)
b. Tính toán ngắn mạch để chọn máy cắt cho phương án 2:
+ Chọn: Scb = 100 MVA
Chọn: Ucb1 = 110 kV => Icb1 =