Thiết kế cung cấp điện cho khu dân cư mới xã tráng liệt huyện bình giang tỉnh hải dương

Trong thực tế có rất nhiều cách tính toán phụ tải như:  Xác định phụ tải theo suất tiêu hao điện năng  Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu  Xác định phụ tải theo hệ số cực đại  Xác đ

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực tập đề tài, được sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy

cô trong Bộ môn Hệ thống điện – Khoa Cơ Điện – Học viện Nông nghiệpViệt Nam cùng cán bộ, kỹ sư trong công ty điện lực Hải Dương, đến nay đềtài của em đã hoàn thành đúng thời hạn yêu cầu

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Đào Xuân Tiến – Bộ môn

Hệ thống điện - Khoa Cơ Điện, đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ đạo em thựchiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn cán bộ và kỹ sư của công ty Điện lực Hải Dương

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Cung cấp và

sử dụng điện – Khoa Cơ Điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tìnhchỉ bảo em trong quá trình em thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn gia đình và toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đãđộng viên, góp ý giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt theo đúng nguyện vọng củabản thân em

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Sinh viên

Đặng Thị Hải Hậu

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH, BẢN VẼ viii

LỜI NÓI ĐẦU 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BAO GỒM CÁC NỘI DUNG: 2

PHẦN I TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 3

1.1 Sự cần thiết của đề tài 3

1.2 Phạm vi của đề tài 3

1.3 Nội dung của đề tài 3

PHẦN II THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI XÃ TRÁNG LIỆT 4

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 4

1.1 Vị trí địa lý 4

1.2 Đặc điểm tự nhiên 4

1.3 Nguồn cung cấp điện 6

1.4 Hiện trạng lưới điện 6

1.5 Sơ đồ mặt bằng khu đô thị 6

1.6 Quy hoạch không gian 6

CHƯƠNG 2 TỔNG HỢP VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 8

2.1 Cơ sở và phương pháp tính toán phụ tải 8

2.1.1 Cơ sở tính toán phụ tải 8

2.1.2 Phương pháp tính toán phụ tải 8

2.2 Tính toán phụ tải 12

2.2.1 Phụ tải sinh hoạt 12

2.2.2 Phụ tải công cộng 18

2.2.3 Phụ tải chiếu sáng đường và chiếu sáng bảo vệ 19

2.3 Phân vùng và tổng hợp phụ tải 20

2.3.1 Phân vùng phụ tải 20

2.3.2 Tổng hợp phụ tải 21

2.4 Dự báo phụ tải 24

2.4.1 Các phương pháp dự báo phụ tải điện 25

2.4.2 Chọn phương pháp dự báo phụ tải 25

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG VÀ DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP 28

3.1 Xác định dung lượng và số lượng trạm biến áp tiêu thụ 28

3.2 Chọn vị trí đặt trạm biến áp 29

3.3 Thiết kế trạm biến áp 31

3.4 Chọn sơ đồ nối dây TBA 32

3.5 Phương án xây dựng lưới điện 33

3.5.1 Phương án đi dây của mạng trung áp 35

3.5.2 Xác định vị trí đặt tử phân phối cho từng khu vực 35

3.5.3 Phương án đi dây của mạng hạ áp 37

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 39

4.1 Xác định hao tổn điện áp cho phép 39

4.2 Tính toán xác định tiết diện dây dẫn 42

4.2.1 Xác định tiết diện cáp ngầm 35 kV 42

4.2.2 Xác định tiết diện cáp ngầm hạ áp 0,4 kV 46

4.2.3 Chọn cáp từ máy biến áp vào tủ phân phối hạ áp 58

4.3 Tính toán hao tổn công suất và hao tổn năng lượng 59

4.3.1 Hao tổn công suất và năng lượng mạng trung áp (35kV) 59

4.3.2 Hao tổn công suất và năng lượng trong máy biến áp 60

4.3.3 Hao tổn công suất và năng lượng mạng hạ áp (0,4kV ) 62

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 67

5.1 Lựa chọn thiết bị cao áp 67

5.1.1 Lựa chọn dao cách ly 67

5.1.2 Lựa chọn chống sét van 68

5.1.3 Lựa chọn cầu chì bảo vệ cho trạm biến áp: 69

5.2.2 Chọn Aptômát tổng 69

5.2.3 Chọn Aptômát nhánh cho các lộ 70

5.2.4 Chọn thanh góp hạ áp 0,4kV 71

5.2.5 Chọn chống sét van tại tủ phận phối 72

5.2.6 Chọn máy biến dòng (BI) 72

5.2.7 Các thiết bị đo lường trong mạng hạ áp 74

5.3 Tính toán ngắn mạch 74

5.3.1 Tính toán ngắn mạch cao áp 75

5.3.2 Tính toán ngắn mạng hạ áp 76

5.4 Kiểm tra thiết bị 80

5.4.1 Kiểm tra thiết bị cao áp 80

5.4.2 Kiểm tra thiết bị hạ áp 81

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 85

6.1 Cơ sở lý thuyết 85

6.2 Tính toán nối đất 85

CHƯƠNG 7 DỰ TOÁN VỐN ĐẦU TƯ 88

7.1 Cơ sở xác định vốn đầu tư 88

7.2 Dự toán vốn đầu tư 89

7.2.1 Phần tuyến cáp ngầm cao áp 35kV 89

7.2.2 Phần trạm biến áp 89

7.2.3 Phần tuyến cáp ngầm hạ áp 0,4kV 89

7.2.4 Dự toán các hạng mục của công trình 89

7.2.5 Tổng hợp chi phí đầu tư công trình 90

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 119

1 Kết luận 119

2 Đề nghị 120

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

PHỤ LỤC CÁC HÌNH VẼ 121

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn điều kiện khí hậu khu vực 5

Bảng 1.2 Số ngày dông sét trung bình trong năm 5

Bảng 2.1 Số trang thiết bị sử dụng cho hộ chia lô 13

Bảng 2.2 Bảng phụ tải sinh hoạt hộ chia lô cho các khu phố 15

Bảng 2.3 Số trang thiết bị sử dụng cho hộ biệt thự 16

Bảng 2.4 Định mức tiêu thụ dịch vụ công cộng 18

Bảng 2.5 Hệ thống chiếu sáng đường 19

Bảng 2.6 Công suất phụ tải chiếu sáng đường 19

Bảng 2.7 Bảng phân vùng phụ tải 21

Bảng 2.8 Bảng kết quả tổng hợp phụ tải tính toán cho các vùng 24

Bảng 2.9 Bảng tổng hợp dự báo nhu cầu phụ tải khu vực cấp điện đến năm 2025 27

Bảng 3.1 Bảng chọn dung lượng MBA theo nhu cầu phụ tải năm 2025 29

Bảng 3.2 Bảng hệ số đồng thời của các phụ tải đồng nhất gân nhau 36

Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của MBA 40

Bảng 4.2 Bảng hao độ lệch điện áp và hao tổn điện áp cho phép của mạng điện từ điểm đấu nối 35 kV 42

Bảng 4.3 Bảng kết quả tính toán tiết diện cáp ngầm mạng 35 kV 44

Bảng 4.4 Bảng thông số kỹ thuật cáp ngầm phía cao áp 44

Bảng 4.5 Bảng kết quả kiểm tra hao tổn điện áp mạng trung áp 46

Bảng 4.6 Bảng chọn tiết diện cáp ngầm hạ áp trạm Toàn Gia 1 55

Bảng 4.7 Bảng chọn tiết diện cáp ngầm hạ áp trạm Toàn Gia 2 56

Bảng 4.8 Bảng chọn tiết diện cáp ngầm hạ áp trạm Toàn Gia 3 57

Bảng 4.9 Bảng chọn tiết diện cáp ngầm hạ áp trạm Toàn Gia 4 58

Bảng 4.10 Bảng hao tổn công suất và năng lượng mạng cao áp 60

Bảng 4.11 Bảng hao tổn công suât và năng lượng trong các MBA 61

Bảng 4.13 Bảng hao tổn công suất và năng lượng mạng hạ áp trạm

Toàn Gia 2 64

Bảng 4.14 Bảng hao tổn công suất và năng lượng mạng hạ áp trạm Toàn Gia 3 65

Bảng 4.15 Bảng hao tổn công suất và năng lượng mạng hạ áp trạm Toàn Gia 4 66

Bảng 5.1 Bảng các thông số kỹ thuật của dao cách ly 68

Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật chống sét van 68

Bảng 5.3 Bảng các thông số kỹ thuật của cầu chì tự rơi 69

Bảng 5.4 Bảng chọn áptômát tổng 70

Bảng 5.5 Bảng thông số kỹ thuật của Aptômát các lộ 71

Bảng 5.6 Thông số thanh cái hạ áp 72

Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật của chống sét van hạ thế 72

Bảng 5.8 Bảng thông số kỹ thuật của máy biến dòng 73

Bảng 5.9 Dòng ngắn mạch 1 pha phía hạ áp 79

Bảng 5.10 Bảng kết quả kiểm tra dao cách ly 80

Bảng 5.11 Bảng kết quả kiểm tra cầu chì đã chọn 81

Bảng 5.12 Bảng điều kiện chọn thanh góp 82

Bảng 5.13 Bảng kết quả chọn và kiểm tra thanh góp 84

Bảng 7.1 Bảng tổng hợp dây dẫn và phụ kiện tuyến cáp ngầm 35kV 91

Bảng 7.2 Bảng chiết tính phần đường dây cao áp 35kV 93

Bảng 7.3 Bảng tổng hợp vật liệu, nhân công, máy thi công tuyến cáp ngầm 35kV 96

Bảng 7.4 Bảng tổng hợp mua sắm thiết bị trong trạm biến áp 97

Bảng 7.5 Bảng chiết tính phần trạm biến áp 98

Bảng 7.6 Bảng tổng hợp vật liệu, nhân công, máy thi công phần chi phí thiết bị trạm biến áp 102 Bảng 7.7 Bảng tổng hợp vật liệu, nhân công, máy thi công phần trạm

Bảng 7.8 Bảng tổng hợp dây và phụ kiện tuyến cáp ngầm 0,4kV 105

Bảng 7.9 Bảng chiết tính phần đường dây điện hạ thế 0,4kV 107

Bảng 7.10 Bảng tổng hợp vật liệu, nhân công, máy thi công tuyến cáp ngầm 0,4kV 112

Bảng 7.11 Bảng dự toán xây dựng tuyến cáp ngầm 35kV 114

Bảng 7.12 Bảng dự toán chi phí lắp đặt thiết bị trạm 114

Bảng 7.13 Bảng dự toán chi phí thí nghiệm thiết bị trạm biến áp 115

Bảng 7.14 Bảng dự toán xây dựng phần trạm biến áp 115

Bảng 7.15 Bảng dự toán xây dựng tuyến cáp ngầm 0,4kV 116

Bảng 7.16 Bảng tổng hợp chi phí xây dựng công trình 116

Bảng 7.17 Bảng tổng hợp chi phí thiết bị 117

Bảng 7.18 Bảng trực tiếp chi phí khác 117

Bảng 7.19 Bảng tổng hợp chi phí thí nghiệm vật liệu 117

Bảng 7.20 Bảng tổng mức đầu tư 118

DANH MỤC HÌNH, BẢN VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng khu đô thị Tráng Liệt 6

Bản vẽ 1 Mặt bằng cáp ngầm 35kV và vị trí các trạm biển áp 30

Bản vẽ 2 Mặt bằng vị trí tba xây dựng mới toàn gia 1 và toàn gia 2 30

Bản vẽ 3 Mặt bằng vị trí tba xây dựng mới toàn gia 3 và toàn gia 4 30

Hình 3.1 Sơ đồ kết cấu trạm biến áp kiểu treo 31

Hình 3.2 Sơ đồ nối dây của TBA 33

Bản vẽ 4 Mặt bằng cáp ngầm 0,4kV 38

Hình 3.3 Sơ đồ 1 sợi trạm biến áp toàn gia 1 38

Hình 3.4 Sơ đồ 1 sợi trạm biến áp toàn gia 2 38

Hình 3.5 Sơ đồ 1 sợi trạm biến áp toàn gia 3 38

Hình 3.6 Sơ đồ 1 sợi trạm biến áp toàn gia 4 38

Hình 4.1 Sơ đồ hao tổn điện áp cho phép 39

Hình 4.2 Sơ đồ tính toán diện tích cáp ngầm 35 kV 43

Hình 4.3 Sơ đồ tính toán lộ 1 trạm Toàn Gia 1 47

Hình 4.4 Sơ đồ tính toán lộ 2 trạm Toàn Gia 1 49

Hình 4.5 Sơ đồ tính toán lộ 3 trạm Toàn Gia 1 52

Hình 5.1 Hình Sơ đồ ngắn mạch hạ cao áp 75

Hình 5.2 Sơ dồ thay thế tính toán ngắn mạch cao áp 75

Hình 5.3 Hình Sơ đồ ngắn mạch hạ áp 76

Hình 5.4 Sơ dồ thay thế tính toán ngắn mạch hạ áp 77

Bản vẽ 5 Tiếp địa trạm biến áp (RC4) 87

LỜI NÓI ĐẦU

Nền kinh tế nước ta đã và đang có những bước phát triển vượt bậc, hộinhập với khu vực và thế giới Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa họccông nghệ, điện năng đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất côngnghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và cả trong sinh hoạt phục vụ đờisống của nhân dân Điện năng dần dần thay thế các dạng năng lượng khác.Việc điện khí hóa các ngành công nghiệp đang đóng vai trò to lớn trong sựphát triển kinh tế, văn hóa của đất nước

Như vậy, với phương châm “năng luợng phải đi trước một bước”,ngành năng lượng phải đảm bảo cung cấp đủ các yêu cầu về điện, than, cácloại hình nhiên liệu khác, làm tiền đề vững chắc cho công cuộc công nghiệphóa, hiện đại hóa của cả nuớc Ngành điện là một trong những ngành mũinhọn, được sự ưu tiên hàng đầu của Đảng và Nhà nước Cùng với đó, nềnkinh tế nước ta đang phát triển nhanh chóng, Ngành điện liên tục phát triển đểđảm bảo cung cấp điện tới từng nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư,…

Do sự phát triển ngày càng nhanh của phụ tải và nhu cầu sử dụng điệncủa các hộ tiêu thụ trong khu vực Đặc biệt là đối với Huyện Bình Giang cónền kinh tế phát triển nhanh

Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của cácthầy cô trong bộ môn Hệ thống điện – Khoa Cơ Điện – Học viện Nông nghiệpViệt Nam, đặc biệt là thầy ThS Đào Xuân Tiến em tiến hành nghiên cứu đềtài:

“Thiết kế cung cấp điện cho khu dân cư mới xã Tráng Liệt - huyện Bình Giang- Tỉnh Hải Dương”.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BAO GỒM CÁC NỘI DUNG: PHẦN I: Tổng quan về đề tài

PHẦN II: Thiết kế cấp điện cho khu đô thị mới xã tráng liệt

Chương 1: Đặc điểm tự nhiên và thực trạng lưới điện

Chương 2: Tổng hợp và tính toán phụ tải

Chương 3: Lựa chọn vị trí và dung lượng máy biến áp

Chương 4: Tính toán thiết kế cấp điện

Chương 5: Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị

Chương 6: Tính toán nối đất cho trạm biến áp

Chương 7: Dự toán vốn đầu tư

PHẦN III: Kết luận và đề nghị

PHẦN I TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Sự cần thiết của đề tài

- Khu dân mới xã Tráng Liệt - huyện Bình Giang - tỉnh Hải Dương làkhu đô thị đang được xây dựng nhằm giải quyết một phần nhu cầu về nhà ởphục vụ nhân dân Vì vậy, vấn đề thiết kế hệ thống cấp điện sinh hoạt cho khudân cư xã Tráng Liệt là một trong các nhu cầu cấp thiết hiện nay để đạt đượccác mục tiêu sau:

 Cung cấp điện cho các hộ dân trong khu dân cư mới

 Nâng cao chất lượng đời sống của dân cư

 Sử dụng quỹ đất tạo sự phát triển đồng bộ cơ sở hạ tầng và góp phầnhoàn chỉnh quy hoạch tổng thể tại khu dân cư mới, xây dựng tập trung đạtđược các tiêu chuẩn về kỹ thuật xây dựng, môi trường và điều kiện sống củakhu dân cư mới

1.2 Phạm vi của đề tài

- Thiết kế cung cấp điện cho khu dân cư mới xã Tráng Liệt - huyệnBình Giang - tỉnh Hải Dương

1.3 Nội dung của đề tài

- Việc thiết kế cấp điện cần phải đảm bảo tối ưu và mặt kinh tế và kỹthuật

- Do đó khi thiết kế cần đảm bảo các nội dung chính:

- Đưa ra phương án cấp điện đảm bảo về mặt kỹ thuật và kinh tế

- Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ

- Tính toán chọn phương án tối ưu xây dựng tuyến đường dây cấpnguồn trung áp 35kV cho các trạm phân trong khu vực quy hoạch

- Xây dựng mới trạm biến áp phân phối và đường dây hạ thế 0,4kV chokhu đô thị mới thiết kế cấp điện cho khu dân cư mới xã tráng liệt

PHẦN II THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI

XÃ TRÁNG LIỆT CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ THỰC TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 1.1 Vị trí địa lý

Xã Tráng Liệt - huyện Bình Giang - tỉnh Hải Dương có diện tích2,1 km² có ranh giới giáp với tỉnh Hưng Yên, xã Thúc Kháng, Xã Tân Hông,

Xã Vĩnh Hồng

Đường giao thông đến hiện trường xây lắp:

+ Đường từ Hà Nội theo QL5 đến Quán Gỏi rẽ vào đường QL38

+ Đường giao thông trong nội bộ công trường là đường thảm nhựa rấtthuận tiện

1.2 Đặc điểm tự nhiên

Khu dân cư xã Tráng Liệt thuộc vùng đồng bằng châu thổ Bắc bộ có bềmặt địa hình tương đối bằng phẳng, điều kiện khí hậu đất đai phù hợp chophát triển kinh tế với các điều kiện khí hậu như sau:

Nhiệt độ :

Nhiệt độ không khí cao nhất:

Căn cứ vào số liệu thống kê, tổng hợp trong “số liệu dùng trong thiết kế xây dựng” TCVN4088-85 thì nhiệt độ không khí cao nhất trong khu vực

tuyến đường dây đi qua là 400C Như vậy nhiệt độ cao nhất dùng để tính toán cho dây dẫn là 550C

Nhiệt độ không khí trung bình:

Theo “quy phạm trang bị điện 11TCN-19-2006” thì nhiệt độ không khí trung bình hàng năm áp dụng cho đường dây là 250C

Nhiệt độ không khí thấp nhất:

Nhiệt độ không khí thấp nhất hàng năm áp dụng cho đường dây là 50C.Căn cứ vào các tiêu chuẩn trên điều kiện khí hậu tính toán được lựa chọn như sau:

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn điều kiện khí hậu khu vực

Độ ẩm tương đối trung bình hằng năm 84%

Độ ẩm cao nhất có thể lên tới 92% và

Độ ẩm thấp nhất có thể xuống 21,8%

Lượng mưa:

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10

Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau

Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 850 mm

Gió :

Được xác định nằm trong vùng gió IIIB có áp lực gió ở độ cao cơ sở10m là 125daN/mm2

Dông sét : Số ngày có dông sét trung bình trong năm tại khu vực.

Kết quả ghi trong bảng sau:

Bảng 1.2 Số ngày dông sét trung bình trong năm

Ngày

1.3 Nguồn cung cấp điện

Nguồn cấp điện cho khu dân cư được lấy Từ trạm TBA Tráng Liệt F lộ

371 E8.15 tuyến đường dây 35kV hiện có

1.4 Hiện trạng lưới điện

Khu dân cư mới xã Tráng Liệt được quy hoạch bao gồm khu nhà chia

lô và khu biệt thự

1.5 Sơ đồ mặt bằng khu đô thị

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng khu đô thị Tráng Liệt 1.6 Quy hoạch không gian

 Sự gia tăng dân số

Do tính chất đặc thù của một khu đô thị mới nên sau khi được xây dựng

và đi vào sử dụng nó có tính chất khá ổn định về mặt dân cư cũng như kiếntrúc Vì thế có thể nói trong tương lai gần dân số tăng không đáng kể khôngảnh hưởng lớn đến các phụ tải tình toán cho mỗi hộ gia đình

 Tình hình phát triển kinh tế xã hội

Cùng với sự phát triển vượt bậc của các ngành khoa học kỹ thuật vàcông nghệ nhất định thúc đẩy nền kinh tế phát triển đi đôi với nó là mức sốngcủa người dân sẽ được nâng cao rõ rệt cả về vật chất lẫn tinh thần Do vậyđánh giá tình hình phát trển kinh tế xã hội trong khu đô thị mới này là ta điđánh giá mức sống của người dân ở đây

Kinh tế gia đình phát triển kéo theo những đòi hỏi thiết yếu của cuộc

bị cho ngôi nhà của mình ngày càng đầy đủ, hoàn thiện hơn, hiện đại hơnsong song với nó thì mức tiêu thụ điện năng trong mỗi hộ gia đình cũng sẽtăng lên.

Do đó nhiệm vụ đặt ra cho người thiết kế là khi tính toán thiết kế cấpđiện cần phải tính đến cả sự phát triển của nền kinh tế trong tương lai để từ đóphải tính đến hệ số tăng phụ tải trong tương lai

CHƯƠNG 2 TỔNG HỢP VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

2.1 Cơ sở và phương pháp tính toán phụ tải

2.1.1 Cơ sở tính toán phụ tải

Phụ tải là một đại lượng ngẫu nhiên chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu

thống của mạng điện, các đặc điểm kinh tế, xã hội, nhân tố khí tượng, thiênvăn, mùa vụ.

Vì vậy có nhiều phương pháp tính toán phụ tải như phương pháp xácsuất thống kê, tính toán phụ tải dựa vào kinh nghiệm của các chuyên gia

Trong thực tế có rất nhiều cách tính toán phụ tải như:

 Xác định phụ tải theo suất tiêu hao điện năng

 Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu

 Xác định phụ tải theo hệ số cực đại

 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời

 Xác định phụ tải theo phương pháp số gia

 Xác định phụ tải theo phương pháp thống kê

 Xác định phụ tải theo đồ thị phụ tải

Mỗi phương pháp có độ chính xác nhất định và phụ thuộc vào từng loạiphụ tải khác nhau cho nên tùy vào yêu cầu và mục đích mà ta lựa chọn mộtphương pháp tính cho phù hợp, vừa đảm bảo độ chính xác, vừa đơn giản vàtiện dụng

2.1.2 Phương pháp tính toán phụ tải

Căn cứ vào tình hình phụ tải khu vực thiết kế ta phân phụ tải thành cácloại phụ tải sau:

 Phụ tải sinh hoạt

 Phụ tải dịch vụ, công cộng

 Phụ tải chiếu sang đường phố, chiếu sang bảo vệ

- Phụ tải sinh hoạt

Để tính toán giá trị phụ tải sinh hoạt này ta tiến hành nghiên cứu mứctiêu thụ điện năng và thống kê các thiết bị sử dụng điện của một số hộ giađình điển hình dự kiến cần thiết kế

Theo quy hoạch, khu đô thị mới tổng có số 530 lô, trong đó có 487 lôthường và 43 lô biệt thự Từ đó việc tính toán phụ tải sinh hoạt sẽ được tínhcho các hộ điển hình của lô biệt thự và lô thường.

Sau đó chọn phương pháp tính toán phụ tải theo hệ số nhu cầu knc Vìphương pháp này đơn giản, dễ áp dụng tính toán và thể hiện được tính chấtphụ tải của khu vực thiết kế

Khi đó công suất tính toán của một hộ gia đình được xác định theo biểuthức:

 ksdi: Hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

 P ni : Công suất của nhóm thiết bị thứ i

*

 ti: Số lần xuất hiện của thiết bị thứ i

 ksdi – Hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

 klv: Hệ số làm việc của thiết bị thứ i

 kmt = 1 với các thiết bị tỏa nhiệt

 kmt = 0,8 với các thiết bị khác

Để tính toán phụ tải sinh hoạt cho nhiều hộ gia đình ta sử dụng hệ sốđồng thời kn

đt, kđ đt

 P: Xác suất đóng tải tại thời điểm cực đại ngày và đêm (pn.pđ)

Theo tài liệu quy hoạch điện , xác suất đóng tải ngày và đêm của phụtải sinh hoạt được chọn như sau:

pn = 0,3 ; pđ = 0,75

 β: Bội số tản của hệ số đồng thời, chọn β = 1,5

Khi đó phụ tải tính toán tổng hợp của n hộ được xác định như sau:

Căn cứ vào tính chất đặc thù của phụ tải để xác định công suất tính toáncho các lại phụ tải này ta dựa vào suất phụ tải P0 trên một đơn vị diện tíchtheo các chỉ tiêu của từng loại phụ tải trong tiêu chuẩn thiết kế

Pttcc: Phụ tải tính toán của các cơ sở công cộng (kW)

Để xác định mức độ tham gia của các thiết bị vào thời điểm phụ tải cực đại, taxét tới hệ số đồng thời kn

tt = kđ

đt*  Pni (kW)

(2.11)

- Phụ tải chiếu sáng đường

Dựa theo sơ đồ thực tế của khu dân cư và để dễ dàng trong tính toán ta có hệthống chiếu sáng như sau:

Tuyến chiếu sáng số 1: 1279 m và được chia thành 02 lộ:

Mỗi vị trí cột chiếu sáng sử dụng một đèn cao áp S-150W, dựa theo số lượng

đèn chiếu sáng tại mỗi tuyến ta tính được phụ tải chiếu sáng theo công thức:

Trong đó:

 P0: Công suất của một bóng

 N: Số bóng của một tuyến chiếu sáng

Để xác định mức độ tham gia của phụ tải chiếu sáng vào thời điểm phụ tảicực đại, ta xét tới hệ số đồng thời kn

đt và kđ

đt (Với kn

đt = 0 và kđ

đt = 1)Theo công thức (2.11)

Đèn cao áp S-150W có các thông số như sau:

Thân và lắp đèn bằng nhôm đúc áp lực cao Bề mặt sơn tĩnh điện màu

Cấp bảo vệ điện: CLASS I

Có khả năng làm việc trong điều kiện điện áp dao động trong khoảng:-5% đến +5% Uđm

2.2 Tính toán phụ tải

2.2.1 Phụ tải sinh hoạt

 Tính toán phụ tải cho hộ chia lô:

- Tính toán suất tiêu thụ điện năng trong một hộ gia đình : Ptth (KW)

- Dự kiến thiết bị sử dụng của 1 hộ điển hình chia lô của các khu dân cư,

em thu được kết quả như sau:

Bảng 2.1 Số trang thiết bị sử dụng cho hộ chia lô

Tên thiết bị Pđm(w) n(cái ) ti(h) Ksdi

Tổngcông Ksd*Pđm

Trong đó P1 là công suất định mức của số thiết bị có Pđ ≥

1

2 *Pmax = 1000(W)

Tính toán phụ tải sinh hoạt hộ chia lô cho khu 1 :

Tương tự như vậy ta tính toán cho các khu phố còn lại, kết quả thuđược trong bảng 2.2

Bảng 2.2 Bảng phụ tải sinh hoạt hộ chia lô cho các khu phố

 Tính toán phụ tải sinh hoạt cho hộ biệt thự

- Tương tự trong tính toán phụ tải sinh hoạt cho hộ chia lô, thống kê số thiết bị sử dụng của 1 hộ biệt thự điển hình của các khu dân cư, em thu được kết quả như sau:

Bảng 2.3 Số trang thiết bị sử dụng cho hộ biệt thự Tên thiết bị P đm (w) n(cái ) t i (h) K sdi

Tổng công suất(kW)

dmi i

k P k

Trong đó P1 là công suất định mức của số thiết bị có Pđ ≥

1

2 *Pmax = 1250(W)

Ptt = knc * ∑Pđm = 0,25*25,02 = 6,255 (kW)

- Tính toán phụ tải sinh hoạt của các hộ biệt thự

- k dt=P+β√p (1− p) n

- Với n : là số hộ biệt thự

- Theo tài liệu quy hoạch điện , xác suất đóng tải ngày và đêm của phụ

tải sinh hoạt được chọn như sau:

- pn = 0,3 ; pđ = 0,75

- Bội số tản của hệ số đồng thời, chọn β = 1,5

- Tính toán phụ tải sinh hoạt hộ biệt thự cho khu phố 4 :

2.2.3 Phụ tải chiếu sáng đường và chiếu sáng bảo vệ

Hệ thống chiếu sáng đường và chiếu sáng bảo vệ theo bảng sau:

Dựa theo công thức (2.11) và (2.12) ta có:

Công suất phụ tải chiếu sáng tại tuyến thứ nhất:

PCS1 = 42*0,15 = 6,3 (kW)

Pn CS1 = kn

đt*PCS1 = 0*6,3 = 0 (kW)

Pđ CS1 = kđ

đt*PCS1 = 1*6,3 = 6,3 (kW) Công suất phụ tải chiếu sáng tại tuyến thứ hai:

PCS2 = 47*0,15 = 7,05 (kW)

Pn CS2 = kn

đt*PCS2 = 0*7,05 = 0 (kW)

Pđ CS2 = kđ

đt*PCS2 = 1*7,05 = 7,05 (kW)

Ta có bảng công suất phụ tải chiếu sáng đường phố sau:

Bảng 2.6 Công suất phụ tải chiếu sáng đường

 Mục đích của phân vùng phụ tải

Mục đích của việc phân vùng phụ tải nhằm luận cứ xây dựng sơ đồcung cấp điện hợp lý và chọn số lượng MBA, vị trí trung tâm cấp điện phùhợp với bán kính cung cấp điện của lưới điện hạ áp Đảm bảo chất lượngđiện áp cung cấp cho các phụ tải, giảm tổn thất điện năng, công tác kinhdoanh bán điện hiệu quả hơn…

 Cơ sở phân vùng phụ tải

- Căn cứ vào khả năng cấp điện của các trung tâm nguồn hiện tại vàkhả năng mở rộng của nguồn

- Căn cứ vào vị trí, đặc điểm địa hình, phương hướng phát triển kinh

tế Căn cứ vào mật độ phụ tải.

Vậy căn cứ vào cơ sở trên em chia khu dân cư thành 4 vùng phụ tải như sau:

Để tổng hợp phụ tải cho các khu em sử dụng phương pháp số gia Đây

là phương pháp tổng hợp phụ tải được xây dựng trên cơ sở phân tích, tínhtoán có kể đến hệ số đồng thời và hệ số cực đại

Theo phương pháp này phụ tải tổng hợp được xác định bằng các côngtừng đôi một, lấy giá trị của phụ tải lớn cộng số gia của phụ tải bé

theo công thức sau: ki= (P i+1

5 )0,04 0,41 (2.14)Phương pháp này đơn giản, khá chính xác, nhưng cần chú ý là 2 nhómphụ tải phải được xác định ở cùng thời điểm:

Tổng công suất tính toán ngày:

Ptt∑ = Max( Pttn , Pđ

Khu đô thị mới được chia thành 4 vùng phụ tải Để tính chọn công suấtmáy biến áp cho các vùng Em tiến hành tổng hợp phụ tải tính toán theo từngvùng tại hai thời điểm cực đại ngày và cực đại đêm Dựa kết quả tính toán phụtải sinh hoạt, phụ tải công cộng, phụ tải chiếu sáng đường tại hai thời điểmcực tại ngày và cực tại đêm ta thấy phụ tải tính toán tại thời điểm cực đại đêmluôn lớn hơn phụ tải tính toán tại thời điểm cực đại ngày, nên ở đây để chọnđược công suất máy biến áp cho từng vùng em chỉ đi tổng hợp phụ tải tínhtoán cho các vùng tại thời điểm cực đại đêm

Tổng hợp phụ tải cho vùng I

Vùng I theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau:

Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK1): Pn

Tổng hợp toàn bộ phụ tải cho vùng I

Tổng hợp giữa phụ tải sinh hoạt và phụ tải chiếu sáng Theo công thức (2.16),(2.14) ta tính được

Vùng II theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau:

Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK2): Pn

PII đ = PSH đ + [ ( PCC

đ

5 )0 ,04− 0,41 ] PCC đ = 308,65+ [ ( 106,46 5 )0 ,04− 0,41 ] 106,46=385,32(kW )

Tổng hợp phụ tải cho vùng III

Vùng III theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau:

Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK3): Pn

Vùng IV theo quy hoạch sẽ bao gồm các loại phụ tải sau:

- Phụ tải sinh hoạt các hộ chia lô (LK4): Pn

SH2 = 161,46 + 228,62 = 390,08 (kW)

Từ kết quả tổng hợp phụ tải tính toán các vùng, với lưới điện địaphương chọn cos = 0,85 ta được bảng sau:

Bảng 2.8 Bảng kết quả tổng hợp phụ tải tính toán cho các vùng

Phụ tải côngcộng

Phụ tảichiếu sáng

Tổng hợp phụtải

Dự báo phụ tải điện là cơ sở hết sức quan trọng trong công tác quyhoạch và thiết kế hệ thống điện Nếu chúng ta dự báo không chính xác, sailệch quá nhiều về khả năng cung cấp hoặc về nhu cầu năng lượng thì sẽ dẫnđến hậu quả không tốt cho nền kinh tế

Dự báo phát triển năng lượng bao giờ cũng được xét trên hai phươngdiện là thời gian và lãnh thổ:

* Trên phương diện thời gian có thể chia ra như sau:

Dự báo dài hạn 25 – 40: Xét đến sự ra đời của các loại công nghệ mới,của các nguồn năng lượng mới, phương pháp truyền tải điện năng mới

Dự báo trung hạn 10 – 25 năm: Trong loại dự báo này người ta thườngdựa vào số liệu quan sát thực hơn của các dự án mới nảy sinh trước đó

Dự báo vừa hạn 5 – 10 năm thường được dựa vào các dự án đã có nhưngchưa được thực thi Ở đây các thông tin cần thiết phải có độ tin cậy cao Các bàitoán dự báo hạn vừa được sử dụng trong quá trình thiết kế các công trình điện.Phân tích về sự khác nhau giữa dự báo và lập dự án là một vấn đề phức tạp Mặc

dù giữa dự báo và lập dự án có những cái chung nhưng về phương diện toán họcchúng được hình thành theo cách khác nhau, việc giải bài toán cũng khác nhau

Dự báo ngắn hạn, dưới 5 năm hay còn gọi là dự báo điều độ dùng đểlập kế hoạch hàng năm, mùa hoặc tháng, hàng tuần, thậm chí hàng ngày hoặchàng giờ Bài toán này yêu cầu độ chính xác rất cao

Nhìn chung thời hạn dự báo càng ngắn thì mức độ yêu cầu chính xáccàng cao

* Trên phương diện lãnh thổ có thể phân biệt như sau:

Dự báo ở cấp quốc gia

Dự báo khu vực

Dự báo địa phương

2.4.1 Các phương pháp dự báo phụ tải điện

Có rất nhiều phương pháp dự báo phụ tải, mỗi phương pháp có những ưuđiểm riêng với độ chính xác nhất định, tuỳ theo mục đích và yêu cầu mà người ta

có thể chọn phương pháp thích hợp Trong nhiều trường hợp người ta sử dụnghai hay nhiều phương pháp để nâng cao độ chính xác và tin cậy của dự báo

Sau đây là một số phương pháp dự báo thông dụng nhất:

 Dự báo phụ tải điện dựa trên vốn đầu tư

 Dự báo phụ tải điện theo phương pháp hệ số vượt trước

 Dự báo phụ tải điện theo phương pháp ngoại suy

 Dự báo phụ tải điện theo phương pháp săn bằng hàm số mũ

 Dự báo phụ tải điện theo phương pháp chuyên gia

 Dự báo phụ tải điện theo phương pháp so sánh đối chiếu

 Dự báo phụ tải điện theo mô hình đường con chữ S

2.4.2 Chọn phương pháp dự báo phụ tải.

Vì là đề tài thiết kế cấp điện cho khu đô thị mới do vậy việc sử dụngcác phương pháp dự báo thông thường là rất khó Ta không thể xuất phát từ

số liệu của những năm quá khứ để xây dựng được một hàm dự báo cho tươnglai Ở đô thị hàng năm các khu nhà chia lô và khu biệt thự không tăng lên (số

hộ không tăng lên theo thời gian), như nhu cầu dùng điện của các hộ lại tănglên đáng kể đó là do đời sống của người dân ngày càng được tăng lên, sốlượng thiết bị điện trong mỗi hộ cùng được tăng lên và hiện đại hơn nhằm phụ

vụ nhu cầu tất yếu của con người

Dự báo phụ tải theo phương pháp hệ số vượt trước:

Nội dung của phương pháp dựa trên khuynh hướng phát triển thực tếcủa nhu cầu điện năng (công suất) với nhịp độ phát triển của toàn bộ nền kinh

tế quốc dân nói chung ở giai đoạn hiện tại để xác định hệ số vượt trước K, sau

đó xác định lượng điện năng (công suất) tiêu thụ của năm dự báo:

Trong đó:

 Sdb (kVA): Công suất dự báo, trong đề tài này em lấy năm 2017 làmmốc dự báo và thời gian dự báo trong vòng 8 năm (dự báo đến năm 2025)

 Sh (kVA): Công suất năm cơ sở (năm 2017)

 ΔV%: Mức tăng tổng sản lượng nền kinh tế trong giai đoạn dự báo

 k: Hệ số vượt trước trong giai đoạn hiện tại (hệ số tính đến khả năng tăng phụ tải trong tương lai), là tỉ số giữa các mức tăng sản lượng điện và mứctăng tổng sản lượng nền kinh tế trong thời gian dự báo

người ta dựa vào tỷ số của nhịp độ phát triển năng lượng điện với nhịp độ pháttriển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân

Phương pháp này chỉ nói lên xu thế phát triển với một mức độ chính xácnào đó Trong tương lai xu thế này còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khácnhư: Do tiến bộ về mặt khoa học và quản lý nên xuất tiêu hao điện năng đối vớimỗi sản phẩm ngày càng giảm xuống… Do điện năng ngày càng được sử dụngrộng rãi trong các nghành kinh tế quốc dân và các địa phương hoặc do cơ cấukinh tế không ngừng thay đổi Vì những yếu tố đó mà hệ số vượt trước có thểthay đổi khá nhiều Do đó nếu chỉ dựa vào hệ số vượt trước để xác định điệnnăng ở năm dự báo thì có thể dẫn đến sai số lớn Tuy nhiên trong chừng mựcnhất định phương pháp hệ số vượt trước có thể cho ta biết sơ bộ về nhu cầu nănglượng và xu thế phát triển của phụ tải điện trong tương lai

Theo tài liệu Quy hoạch phát triển điện lực quốc qua năm- 2011, Trongkhoảng thời gian từ 2017 – 2025 tổng sản lượng nền kinh tế tăng khoảng130% Sản lượng điện năng tăng 156% Mức tăng tổng sản lượng nền kinh tếtrong giai đoạn (2017- 2025) là ΔV% =1

Ta có hệ số vượt trước k = 156/130 = 1,2

Theo công thức (2.18)

Sdb = k*ΔV%*Sh = 1,2*1*Sh

Tổng hợp số liệu tính toán cho 4 vùng ta được kết quả cho trong bảng (2.9)

Bảng 2.9 Bảng tổng hợp dự báo nhu cầu phụ tải khu vực cấp điện đến

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG VÀ DUNG LƯỢNG

MÁY BIẾN ÁP 3.1 Xác định dung lượng và số lượng trạm biến áp tiêu thụ

Việc chọn số lượng và dung lượng có vị trí không kém phần quan trọngtrong việc thiết kế cung cấp điện, nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh

tế - kỹ thuật của lưới điện Tất cả các trạm biến áp được chọn cần phải thỏamãn các yêu cầu sau đây:

 Sơ đồ và kết cấu phải đơn giản đến mức có thể

 Giá cả hợp lý và có hiệu quả kinh tế cao

 Cơ sở để chọn dung lượng và số lượng máy biến áp

Để chọn số lượng và dung lượng máy biến áp ta cần căn cứ vào phụ tảitính toán của từng vùng phụ tải Công suất của máy biến áp được chọn phảithỏa mãn các yêu cầu sau:

- Đảm bảo cung cấp điện trong thời gian làm việc bình thường ứng với

phụ tải cực đại và liên tục

- Với trạm nhiều máy, khi 1 máy biến áp nghỉ do sự cố hay sửa chữa thì

các máy còn lại có khả năng quá tải cho phép đảm bảo đủ công suất cần thiết

- Đảm bảo khi khởi động với công suất lớn

Trước khi chọn số lượng và dung lượng MBA ta đi tính toán công suất

dự báo của khu dân cư Trong chương 2 phần tính toán phụ tải ta đã có sự dựbáo cho tương lai, dựa vào bảng dự báo nhu cầu phụ tải (bảng 2.9) ta chọndung lượng máy của 4 vùng theo phụ tải lớn nhất dự báo năm 2025

Mặt khác phụ tải ở đây chủ yếu là loại III nên em dự định đặt mỗi trạm

Bảng 3.1 Bảng chọn dung lượng MBA theo nhu cầu phụ tải năm 2025

STT Vùn

g

Công suất dự báo

Công suất đặt Điện áp Nhà chế

tạo

Số lượng

Vị trí đặt trạm biến áp có ảnh hưởng lớn đến việc đảm bảo các yêu cầu

về kinh tế và kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Do vậy việc lựa chọn vị tríđặt trạm biến áp phải tuân theo các tiêu chuẩn sau:

- 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, quản lý dễ dàng

- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành

- Giao thông thuận lợi cho việc vận chuyển thiết bị cho trạm

- Phù hợp với quy hoạch chung của Tỉnh Hải Dương, quy hoạch phân khu và quy hoạch điện

Có thể tìm vị trí đặt trạm được xác định theo công thức :

i i

i

x sX

s

y sY

s



(3.1)

Trong đó: xi, yi - là tọa độ của các điểm phụ tải, nhóm tải

Si - là công suất của nhóm tải thứ i

Để xác định vị trí đặt trạm cho các vùng phụ tải ta dựa vào bản đồ quyhoạch cũng như phân bố nhu cầu phụ tải của khu dân cư Căn cứ vào các tiêuchí đặt ra cho việc chọn vị trí trạm biến áp theo quy hoạch có sẵn của khu đôthị và vị trí nguồn trung áp 35 kV được lấy Từ trạm TBA Tráng Liệt F lộ 371E8.15 tuyến đường dây 35kV hiện có

Ta xác định được vị trí dự kiến trạm cho các vùng phụ tải như sau:

 Trạm biến áp số 1 (TBA Toàn Gia 1) và trạm biến áp số 2 (TBA Toàn Gia 2) được đặt cạnh nhau tại khu đất trống bên cạnh vùng phụ tải I, II

 Trạm biến áp số 3 (TBA Toàn Gia 3) và trạm biến áp số 4 (TBAToàn Gia 4) được đặt cạnh nhau tại khu đất trống phía bên cạnh vùng phụ tảiIII, IV

Vị trí đặt trạm dự kiến được thể hiện trên các bản vẽ:

Bản vẽ 1 Mặt bằng cáp ngầm 35kV và vị trí các trạm biển áp

Bản vẽ 2 Mặt bằng vị trí tba xây dựng mới toàn gia 1 và toàn gia 2

Bản vẽ 3 Mặt bằng vị trí tba xây dựng mới toàn gia 3 và toàn gia 4

3.3 Thiết kế trạm biến áp

Trạm biến áp thường có các dạng kết cấu như trạm treo, trạm bệt, trạmkín và trạm chọn bộ Căn cứ vào điều kiện đất đai môi trường, kinh phí… đểlựa chọn kiểu trạm thích hợp cho từng công trình

Kết cấu trạm biến áp xây dựng mới theo kiểu trạm treo trên 2 cột dàntrạm bê tông ly tâm 12mB – Tim 3,0m Kết cấu theo tiêu chuẩn TBA 35kV

17

20

4 4

2

21

3 5

7

8 19

1 6

9

10 12

15

Hình 3.1 Sơ đồ kết cấu trạm biến áp kiểu treo

3.4 Chọn sơ đồ nối dây TBA

Sơ đồ nối dây của TBA có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vấn đềtoàn, liên tục trong cung cấp điện tới tiêu thụ điện

TBA 560kVA -35(22)/0.4kV đều được lấy điện từ cột đầu vào của trạmTBA Tráng Liệt F lộ 371 E8.15 tuyến đường dây 35kV hiện có

- Đường dây từ trục trung áp vào trạm qua một cầu dao để đảm bảo antoàn, tin cậy cho tuyến dây trục và tiện sửa chữa cho hệ thống điện của nó

- Phía trung áp: lắp đặt cầu chảy tự rơi để bảo vệ ngắn mạch, chủ yếu bảo vệmạch trong MBA và dựng chống sét van (CSV) để chống sét truyền vào trạm

Phía hạ áp: Lắp đặt 1 tủ phân phối gồm: 1 áptômát tổng và các áptômátnhánh, đặt 1 CSV phiá hạ áp để chống sét lan truyền vào trạm Trong tủ phânphối cần đặt 3 đồng hồ ampe, 1 đồng hồ vôn chuyển mạch đo điện dây, 1công tơ 3 pha

3