Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
116

MỞ ĐẦU
Thiết kế trạm biến áp là nhiệm vụ rất quan trọng khi thiết kế cung
cấp điện. Bởi nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới độ tin cậy cung cấp điện, chất
lượng điện năng, ngoài ra nó còn liên quan trực tiếp đến vốn đầu tư, chi
phí đầu tư, vận hành của cả lưới điện khu vực.
• Nội dung thiết k
ế TBA:
1. Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý TBA.
2. Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp.
3. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị đã chọn lựa.
4. Tính toán nối đất cho TBA
• Số liệu trạm biến áp cần thiết kế:
1. Công suất định mức: S
dm
= 250 (KVA)
2. Điện áp định mức: 10/0,4 kV.
3. Điện trở suất của đất ρ = 0,4.10
4
Ω/cm.
4. Công suất ngắn mạch: S
NM
= 300 (MVA)
• Phương án dự kiến:
Với công suất của trạm đã cho dự kiến lắp đặt TBA kiểu treo. Là
kiểu trạm toàn bộ các thiết bị điện cao và hạ áp cùng với MBA được đặt
trên cột. Đối với tủ phân phối hạ thế có thể thiết kế ở trên giàn trạm hay
thiết kế trong buồng phân phối dưới đất là tùy theo điều kiện cụ thể

= 250 (KVA), ta chọn MBA 3 pha 2
dây quấn do ABB chế tạo có các thông số sau:
S
dm
(KVA)
U
dm
(kV)
ΔP
0
(W)
ΔP
N
(W)
U
N
%
Trọng
lượng (kg)
Kích thước
(mm)
250 10/0,4 640 4100 4,5 1130 1370-820-148

2. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp: Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
119



1

2

3

4

5

6

7

9

8

10

12

11

250
.3
A
U
S
I
dmC
dmB
tt
===

1. Chọn cầu chì tự rơi:
Ta chọn cầu chì tự rơi loại 3 GD203 – 3B do hãng SIEMENS sản
xuất:
U
dm
(kV)
I
dm
(A)
I
cắt N
(kA)
Khối lượng
(kg)
Kích thước
dài (mm)
Đường
kính (mm)
12 16 7,5 2,6 292 69

thủng của csv
khi f=50Hz
ĐA đánh
thủng XK
khi
t
p
=2÷10s
Điện áp dư trên csv khi có độ
dài sóng 10μs với biên độ KV
không lớn hơn.
PBΠ-
10
10 12,7
Không
nhỏ
hơn
26
Không
lớn hơn
30,5
50
1KA
4
2KA
47
5KA
50
10K
A18

===Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
122

1. Chọn cáp từ MBA sang tủ phân phối:
Điều kiện: I
CP
≥ I
H

Chọn cáp đồng bốn lõi cách điện bằng PVC do LENS chế tạo:
Tiết diện dây
(mm
2
)
I
cp

(A)
R
0

(Ω/km)
X
0

(Ω/km)

U
dm
(kV) I
dm
(A) I
cđm
(kA) Số cực
0,415 125 7,5 3
Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
1234. Chọn cáp xuất tuyến:
Chọn cáp đồng bốn lõi cách điện bằng PVC do LENS chế tạo:
Tiết diện dây
(mm
2
)
I
CP

(A)
R
0

(Ω/km)
X
0
(Ω/km)

Khối
lượng (kg)
Oφ -1- 375
1 11 375 0,7

7. Chọn biến dòng:
U
dmBI
≥ U
dm mạng
= 0,4(kV)
I
dmSC
≥ I
H
= 360,84(A)
Chọn BI do nhà máy thiết bị điện sản xuất
Loại U
dm

(kV)
I
dm

(A)
Cấp chính
xác
S
(VA)
TKM – 375 1 11 0,5 0,7

khi f=50Hz
(giá trị hiệu dụng)
ĐA đánh
thủng XK
khi t
p
=2÷10s
Điện áp dư trên
csv khi i
xk
có độ
dài sóng 10μs
với biên độ kV
không lớn hơn.
PBH-
0,5 Y1
0,5 0,5 Không nhỏ
hơn 2,5
Không lớn
hơn 3
3,5 - 4,5 3,5 - 4,5
11. Chọn tủ phân phối hạ thế
Tủ tự tạo căn cứ vào thiết bị và chủng loại
Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
125



AT
nhánh

AT
tổng

Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
126

CHƯƠNG III:
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ
ĐIỆN ĐÃ CHỌN
1/TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH:
Các điểm ngắn mạch cần tính trong sơ đồ:

* Giả thiết ngắn mạch xảy ra là ngắn mạch ba pha đối xứng và coi nguồn
công suất vô cùng lớn, coi trạm biến áp ở xa nguồn nên khi tính toán ngắn
mạch I
N
= I = I
∞

Với I
N
: là dòng điện ngắn mạch
I
’’
: là dòng ngắn mạch siêu quá độ
I
∞
: Giá trị của dòng điện ngắn mạch ở chế độ xác lập
* Điện kháng của hệ thống
)(33,0
300
10
22
Ω===
N
dm
HT
S
U
X


2222
DHTDN
XXRZ
kAI
N
4,3
7,1.3
10
==
HT
X
HT
Z
D
N
1
Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
128
*Tính ngắn mạch tại điểm N
2

Sơ đồ thay thế

Z
B
Z

2
2
4
2
6
2
2
kA
Z
U
I
jjZZZ
mjjZ
mjjZ
S
UU
j
S
UP
Z
dm
N
CBN
C
BA
DM
dm
N
dm
dm

α
≥
Trong đó:

Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
129

α = 6 là hệ số nhiệt độ cáp đồng
t
qd
là thời gian qui đổi, lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch Vì coi
ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện là ngắn mạch xa nguồn nên
t
qd
=0,8(s)
I
N
= I
N2
= 3,4 (kA)
α.I
N
. )(25,188,0.4,3.6
2
mmt
qd
==
F = 3.150 + 1.70 (mm
2

F
cp
là lực tác dụng lên đầu sứ
F
cp
= 0,6 F
ph
=0,6.375 = 225 (kG)
F
tt
= 1,76. )(8,7915
15
50
.10.76,1
1
10
22
3
22
kGi
a
xk
==
−−

Trong đó:
l : Khoảng cách giữa 2 sứ đỡ liên tiếp l = 50 cm
Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
130

W
M
TT
=
δ

M: là mômen uốn tính toán

10
.lF
M
TT
=

Với l = 50 cm là khoảng cách giữa các sứ của 1 pha
F
TT
= 1,76.10
-2
.l/a.l
2
xk

Với a = 15 cm là khoảng cách giữa các pha
F
TT
= 1,76.10
-2
.50/15.15,37
2

/15,417
166,0
25,69
cmkg
W
M
TT
===
δ

* Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt.
Tiết diện thanh dẫn đã chọn phải đảm bảo điều kiện
F ≥ a. I
qd
t40x5 ≥ 6.6,04.

5,0 <=> 200 ≥ 25,6
Vậy thanh dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt
Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
132

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP
Hệ thống nối đất của trạm biến áp có ba chức năng chính:
Nối đất làm việc
Nối đất an toàn
Nối đất chống sét.

Điện trở suất lớn nhất ρ = k. ρ =1,5.0,2.10
4
= 0,3.10
4
Ωcm Bộ môn Hệ thống điện – Trường đại học Bách Khoa – Hà Nội - 2002
Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế mạng lưới điện khu vực - K37
133

Dự định dùng cọc nối đất bằng thép góc L 63.63.6 có điện trở nối đất tính
theo công thức R
1c
= 0,00298. ρ = 0,298.0,3.10
4
= 8 Ω
ρ
1c
= 0,00298. 0,4.10
4
. 1,5 = 17,34 Ω (là điện trở suất của đất tính theo mùa
an toàn)
Sơ bộ xác định số cọc:
Lấy tròn số cọc là 6,trong đó η
c
= 0,8 , tra bảng. Mạch vòng nối đất sẽ chôn
dưới trạm có chu vi (5+6).2= 22m. Thép dẹt 40.4 chôn ở độ sâu 80cm. Tính
điện trở suất của đất ở độ sâu này phải nhân với hệ số 3. Điện trở của thanh
thép nối :

=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
= 4,13
80.4
2200.2
lg.
2200
3.104.4,0.366,0.2
lg
366,0
22
bt
l
l
k
R
T
ρ
Ω== 77,28
45,0
4,13
'
T

Đáy của 3 chống sét nối với nhau và nối với con bài 2 bằng dây thép
φ10
Toàn bộ các phần sắt ở trạm nối với con bài thứ 3 bằng dây thép φ10.
K
ết luận:
Hệ thống nối đất tiếp địa đã chọn đạt yêu cầu kỹ thuật. 7,4
6,4.8,0
34,17
.
1
===
CC
C
R
R
n
η