ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÃ THUỘC KHU VỰC NÔNG THÔN

Cơ sở tính toán phụ tải và phương pháp tính Phụ tải là một đại lượng ngẫu nhiên chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố,phụ thuộc vào tính chất, đặc điểm của các hộ dùng điện, các tham số hệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

CƠ SỞ THANH HÓA – KHOA CÔNG NGHỆ

- -ĐỒ ÁN HỌC PHẦN

ĐỀ TÀI :

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÃ

THUỘC KHU VỰC NÔNG THÔN

NHÓM SINH VIÊN TH : 02

THANH HÓA, THÁNG 07 NĂM 2014.

TT HỌ VÀ TÊN MSSV GHI CHÚ

……… ngày … tháng … năm 2014

Giảng viên

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển cùng thế giới với sự đổi mới của tất cảcác ngành Trong công cuộc CNH và HĐH đất nước thì năng lượng là mộtngành giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó được coi là đòn bẩythúc đẩy nền kinh tế, văn hóa và khoa học phát triển

Trong ngành năng lượng thì điện năng chiếm một vai trò quan trọng vàchủ yếu so với các dạng năng lượng khác vì nó có nhiều ưu điểm như không gây

ô nhiễm, cung cấp nhanh chóng, thường xuyên liên tục, sử dụng thuận tiện và dễdàng chuyến hóa sang dạng năng lượng khác

Điện năng đó là một trong những chỉ tiêu đánh giá sự phát triển của mộtquốc gia hay một khu vực Ở nước ta, Đảng và Nhà nước đã xác định tầm quantrọng của điện năng nên công cuộc đổi mới và phát triển điện khí hóa luôn đượcchú trọng và ưu tiên phát triển Nhu cầu sử dụng điện không những phát triểnmạnh ở các khu công nghiệp, thành phố, thị xã mã còn lan rộng tới các vùngsâu, vùng xa của đất nước Vấn đề điện khí hóa nông thôn để có thể đưa điện tớitận các vùng miền núi, hải đảo xa xôi đang được Đảng và Nhà nước rất quantâm, ngành điện đầu tư và chú trọng Việc xây dựng và thiết kế cung cấp điệncho các khu vực này là một vấn đề bức xúc và rất cần thiết Điều đó thể hiện sựquan tâm đóng mức của Đảng và Nhà nước đối với công cuộc điện khí hóa đấtnước, thực hiện môc tiêu xóma đói giảm nghèo, đưa nước ta tiến tới ngang tầmvới các nước trong khu vực và thế giới

Được sự phân công của khoa Công nghệ Trường Đại học Công nghiệp

TP.HCM , được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Lê Ngọc Hội cùng toàn thể

các thầy cô giáo trong bộ môn Điện, chúng em tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Thiết kế cung cấp điện cho xã thuộc khu vực nông thôn”.

Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em đã có gắng vận dụng tối đa kiếnthức học ở trường để giải quyết các vấn đề thực tế mà đồ án yêu cầu Nhưng dothời gian và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu

sót,chúng em kính mong nhận được sự gióp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè

để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn

PHẦN I: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA

tế giữa nông thôn và thành thị, giữa miền núi và đồng bằng

Tuy nhiên, việc thiết kế thi công công trình điện đang đặt ra cho chúng tarất nhiều vấn đề: thiết kế, xây dựng như thế nào để có được một công trình đảmbảo chất lượng điện, độ tin cậy cung cấp điện, đảm bảo an toàn với chi phí nhỏnhất

CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ĐIỆN, LƯỚI ĐIỆN VÀ

TÌNH HÌNH PHỤ TẢI2.1 NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN

Hiện nay trên địa bàn xã có tuyến đường dây 35kV mới được hoànthành và đi qua Đường dây này được cung cấp điện từ lộ 372 của TBA trunggian 110/35kV với dung lượng 2x2500kVA Vì vậy lưới điện được cấp điện từđường trục chính 35kV chạy qua xã, cách trạm biến áp trung gian 110/35 kV

là 13.1 km

2.2 LƯỚI ĐIỆN

Hiện nay trên địa bàn xã đã có đường dây 0.4 kV và các trạm biến áp

2.3.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

2.3.1 Cơ sở tính toán phụ tải và phương pháp tính

Phụ tải là một đại lượng ngẫu nhiên chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố,phụ thuộc vào tính chất, đặc điểm của các hộ dùng điện, các tham số hệ thốngcủa mạng điện, các đặc điểm kinh tế, xã hội, nhân tố khí tượng, thiên văn, mùa

2.3.2 Phương pháp tính toán phụ tải

2.3.2.1 Phụ tải sinh hoạt gia đình

Phụ tải sinh hoạt gia đình chủ yếu là các dụng cụ chiếu sáng, quạt gió,đun nấu

- Để tính toán giá trị Ptth này ta xác định qua việc điều tra mẫu 42 hộ giađình

Được sự đồng ý của UBND Huyện và sở điện lực chúng tôi có được sốliệu về công suất của một xã tiêu biểu để thực hiện được việc thiết kế Qua sốliệu thống kê của sở điện lực, chúng tôi đã có được số liệu về các thiết bị sửdụng điện trong các hộ năm 2012

Cơ sở để chúng tôi chọn địa bàn khảo sát là do:

- Sự chệnh lệch mức sống giữa các xã ở khu vực nông thôn không nhiều

- Điệu kiện kinh tế ổn định không có những biến động lớn

* Các công thức sử dụng trong quá trình tính toán:

Ptt - Công suất tính toán của hộ gia đình (kW)

Knc – Hệ số nhu cầu

Ksd - Hệ số sử dụng tổng của thiết bị sinh hoạt

Trong đó: Pni – Công suất định mức của thiết bị thứ i

fi – Tần số xuất hiện nhóm thiết bị thứ i

mi – Số lần xuất hiện của thiết bị thứ i

ksdi – Hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

k lv= t i

24 Với

Kmt = 1 với các thiết bị tỏa nhiệt

Kmt = o,8 với các thiết bị khác

đt , Kđ đtGiá trị Kn

đt , Kđ

đt được xác định như sau:

K dt=P+ β√ p(1−p ) n (2.7)

n: số hộ sử dụng điện trong xãP: Xác suất đóng tải tại thời điểm cực đại ngày và đêm (pn.pđ )Theo tài liệu quy hoạch điện nông thôn, xác suất đóng tải ngày và đêm của phụtải sinh hoạt được chọn như sau:

Pn = 0,3 ; pđ = 0,75

b - Bội số tải của hệ số đồng thời, chọn b = 1,5

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

2.3.2.2 Tính phụ tải tiểu thủ công nghiệp

- Phụ tải động lực: Bao gồm các động cơ phục vụ sản xuất, gồm máy xayxát, các công cụ trong xưởng sản xuất chế biến gỗ, các loại máy hàn, máy tiện,…

Để xác định công suất tính toán của loại phụ tải này thường có 2 phươngpháp tính:

* Theo phương pháp hệ số nhu cầu

Trong đó: Ksdi – là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i

nhd – là số lượng hiệu dụng hay số thiết bị tiêu thụ điện năng

hiệu quả

- Trong trường hợp khi các thiết bị dòng điện có n<4 thì nhd sử dụng theobiểu thức

n hd= (∑P ni)2

∑P ni2

(2.13)

- Khi tất cả các thiết bị dòng điện trong nhóm đều có công suất định mứcnhư nhau thì ta có:

Pmin thì nhd = n+ Qua số liệu điều tra về vị trí địa lý của các cơ sở tiểu thủ công nghiệp

hiện có và có khả năng phát triển trên địa bàn, ta có thể tổng kê các loại máyđộng lực phục vụ cho tiểu thủ công nghiệp có thể có trên địa bàn xã dự kiến thờigian làm việc của các loại máy cho trong bảng (2-3)

Với Ksd = Klv Kmt

Mà Kmt không xác định được quy luật nên ta coi Kmt = 1

Từ đó: Ksd = Klv

Bảng 2-3: Bảng các loại máy động lực và thời gian làm việc của chúng

P0 – Suất tiêu thụ điện tại cơ sở

PH – Phụ tải tính toán của các cơ sở công cộng+ Để xác định mức độ tham gia của các thiết bị vào thời điểm phụ tải cựcđại, ta xét tới hệ số đồng thời Kn

2.3.3 Tính toán phụ tải sinh hoạt

2.3.3.1 Phụ tải sinh hoạt

* Tính toán suất tiêu thụ điện năng của một gia đình: Ptth (Kw)

- D ựa vào kết quả điều tra 42 hộ ở trong bảng(2-1)

Bảng (2.1) Số trang thiết bị sử dụng trong các hộ gia đình

SS

Số lần xuấthiện của thiết bịthứ i

s di

là n1 Tính tổng công suất của nhóm n1

Tính toán phụ tải cho các thôn xómm

Tính toán cho khu 1

K dt n =0,3+0,5√1120,3 0,7 =0,37Theo biểu thức (2-7) ta có:

K dt n =0,3+0,5√1120,3 0,7 =0,37Theo biểu thức (2-8) ta có:

Pn

H = 0,37 112 0,472 = 16.78 (kW)

Pđ

H = 0,82 112 0,472 = 37.19 (kW)Tính toán tương tự cho các xómm còn lại của xã ta có kết quả sau:

Bảng số liệu về phụ tải động lực cho trong bảng (2-7)

Bảng (2-7): Bảng phụ tải động lực năm 2014 ST

T

Máy xay xátMáy hànMáy nghiềnMáy xẻ gỗMáy cưa bào

7107,53103

0,210,290,250,250,420,42

111111

Máy nghiềnMáy xẻ gỗ

7310

0,210,250,42

111

Máy xay xátMáy cưa bàoMáy nghiền

71033

0,210,290,420,25

1121

Máy xay xátMáy nghiềnMáy cưa bào

7,5733

0,250,210,250,42

1211

Máy xẻ gỗMáy hànMáy cưa bào

710103

0,210,420,250,42

1112

Máy xay xátMáy xẻ gỗMáy hànMáy nghiền

710107,53

0,210,290,420,250,25

12111

Máy nghiềnMáy làm kem đá

1035,5

0,290,250,8

221Theo các công thức (2-10), (2-11), (2-12) ta có:

Tính cho khu 1:

K sd Ξ=7 0,21 + 10 0,29 + 7,5 0,21 + 2,8 0,25 + 10 0,42 + 3 0,42

Ksd = 0,31 và n = 6 > 4

Vì Ksd = 0,31 > 0,2 nên ta xác định hệ số nhu cầu theo (2-11)

Chọn n1 thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1/2 công suất lớn nhất

với ksd = 0.31 và k = 3.34 thoả mãn điều kiện trong bảng (2.2)

Bảng 2.7 Kết quả tính toán phụ tải động lực của xã

2.3.3.3 Tính toán phụ tải dịch vụ công cộng

Hiện nay trên địa bàn xã có 1 trường cấp I và 1 trường cấp II, phân thành

2 địa điểm riêng biệt, 1 UBND và 1 trạm xá.

Trạm xá xã chỉ làm nhiệm vụ sơ cứu, không chữa bệnh bằng các máy mócthiết bị y tế sử dụng điện năng

Dựa vào nhu cầu thực tế của xã và theo tài liệu chúng ta có bảng điện mứctiêu thụ cho dịch vụ công cộng

Bảng 2-8: Định mức tiêu thụ điện cho dịch vụ công cộng

Bảng 2-9: Kết quả tính toán tổng hợp phụ tải công cộng, xã hội

cho Xã như sau.:

Phụ tải tổng hợp được xác định bằng cách cộng từng đôi một, lấy giá trịcủa phụ tải lớn cộng số gia của phụ tải bé.

P Σ = ¿ { P 1 + K 2 P 2 neu P 1 > P 2 ¿¿¿

(2.19)

Sử dụng các công thức (2.19) tính cho khu 1 ta có:

Phụ tải tổng hợp giữa hai nhóm phụ tải sinh hoạt và động lực

Bảng 2.11.Bảng tổng hợp nhu cầu phụ tải cho các khu của xã năm 2014

Phụ tải động lực

Phụ tải công cộng 1+2

Phụ tải tổng hợp

2.4.1.1 Mục đích của việc phân vùng phụ tải

Mục đích của việc phân vùng phụ tải nhằm luận cứ xây dựng sơ đồ cungcấp điện hợp lý và chọn số lượng MBA, vị trí ttrung tâm cấp điện phù hợp vớibán kính cung cấp điện của lưới điện hạ áp Đảm bảo chất lượng điện áp cungcấp cho các phụ tải, giảm tổn thất điện năng, công tác kinh doanh bán điện hiệuquả hơn

2.4.1.2 Cơ sở phân vùng phụ tải

- Căn cứ váo khả năng cấp điện của các trung tâm nguồn hiện tại và khảnăng mở rộng của nguồn

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

tế-xã hội, giao thông thực tế và tương lai của tế-xã

- Căn cứ vào mật độ phụ tải

Vậy căn cứ vào những cơ sở trên chúng tôi phân xã làm 2 vùng phụ tảinhư sau:

+ Vùng I : Bao gồm khu 1, khu 2 , khu3 nằm ở phía Tây của xã

+Vùng II: Bao gồm các khu 4, khu 5, khu 6, khu 7 nằm ở phía Đông bắc.

2.4.1.3.Tổng hợp nhu cầu phụ tải theo vùng phụ tải

Theo kết quả bảng (2-11) chúng tôi tổng hợp được nhu cầu phụ tải bằngphương pháp số gia theo vùng phụ tải, kết quả tổng hợp được ghi ở bảng 2.12

Bảng 2.12 Bảng tổng hợp phụ tải theo vùng phụ tải

2.4.2 Xác định dung lượng và số lượng trạm biến áp tiêu thụ

* Tầm quan trọng của việc chọn đúng số lượng và dung lượng MBA

- 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 kinhtế- kỹ thuật của lưới điện Chọn hợp lý sẽ đảm bảo cung cấp điện, tính kinh tếtối ưu, chất lượng điện được nâng cao, chọn thiếu công suất thì hệ thống điệnlàm việc kém chất lượng vận hành phức tạp gây quá tải nguy hiểm cho hệ thốngđiện Chọn thừa công suất làm giảm các chỉ tiêu kinh tế dẫn đến MBA làm việcnon tải, hệ số cos của lưới giảm

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

dự báo của xã Trong phần 3.2 phần tính toán phụ tải ta đã có sự dự báo chotương lai Căn cứ vào sự hướng dẫn của ngành điện, sự phát triển kinh tế và sựtăng dân số của xã chúng tôi chọn hệ số dự phòng là:1,2 Vậy ta có công suất dựbáo như sau:

Vùng I: Ptt = Max( Pttn , Pđ

tt ) = ( 82,25, 115,97 ) = 115,97

Pdb = 115,97.1,2 = 139,16 ( kW)Vùng II: Ptt= 148,24 kW

Với lưới điện phương chọn cos = 0.85

Từ đó ta tính được công suất tính toán của các vùng

Vùng I: Stt =Pdb/ cos =139,16/ 0,85 = 163,72 (kVA)

Vùng II: Stt =Pdb/ cos = 177,89/0,85 = 209,89 (kVA)

Với công suất tính toán như trên mặt khác phụ tải ở đây chủ yếu là loại I

và phụ tải loaị II nên chúng tôi dự định đặt mỗi trạm 1 MBA có gam công suấtgần với công suất tính toán nhất

Vùng I : Đặt 1 MBA: 180 KVA – 35/ 0,4 kV do ABB chế tạo

Vùng II: Đặt 1 MBA: 250 KVA – 35/ 0,4 kV do ABB chế tạo

Đây là các MBA 3 pha , 2 cuộn dây làm mát bằng dầu

2.5 CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP.

Vị trí đặt trạm biến áp có ảnh hưởng lớn đến việc đảm bảo các yêu cầu vềkinh tế và kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Do vậy vị trí đặt trạm biến ápphải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới không ảnhhưởng đến sản suất, đảm bảo bán kính cung cấp điện nhỏ hơn hoặcbằng 800 m

- Thao tác, vận hành quản lý dễ dàng

- Phòng chống cháy nổ tốt

- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành

Vị trí đặt các trạm biến áp tiêu thụ xác định theo toạ độ của các điểm tải :

X, Y – toạ độ của các TBATT

xi, yi - toạ độ của các điểm tải thứ i

n – số điểm tải

Từ bản đồ hiện trạng lưới điện của xã chọn hệ toạ đọ x, y gắn với bản đồ1:5000 của xã Căn cứ vào vị trí các điểm tải chúng tôi xác định được toạ độ

của chúng trên bản đồ Mỗi điểm tải ứng với 3 thông số Pi , xi , yi Các điểm tảiđược xác định trong bảng (2.13)

Bảng (2.13) Công suất tính toán và vị trí các điểm tải

- Với toạ độ này kết hợp với điệu kiện thực tế của địa bàn ta thấy trạm IInếu đặt đúng trung tâm phụ tải sẽ rơi vào hồ nên ta dịch chuyển đến ngã tư cáchtrung tâm tải khoảng 3 m

-Trạm I: Dịch chuyển dể đặt trạm tại khu đất trống gần nhà văn hoá của

xã, thuận tiện cho công tác thi công, an toàn, và dễ dàng quản lý sau này

2.6 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN, LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Khi vạch tuyến cung cấp điện ta phải căn cứ vào mặt bằng cấp điện, phụ tải

và tính chất của phụ tải sao cho đảm bảo chiều dài tuyến là ngắn nhất, ít thiệt hạicho dân, thuận tiện cho công tác thi công và vận hành khi mạng điện đi vào sửdụng

2.6.1 Phương án đi dây của mạng cao áp

Hiện nay trên địa bàn xã đã có tuyến đường dây đi qua, đường dây nàyđược cấp điện từ TBATG của huyện cách xã 13,1 km

Căn cứ vào tuyến đường dây 35 kV hiện có và vị trí đặt trạm biến áp,chúng em nhận thấy phương án hợp lý nhất để cung cấp điện cho xã là lấy từđường trục chính 35 kV sao cho chiều dài từ điểm đấu đến trạm BATT là nhỏnhất Trên cơ sở đó chúng tôi xác định điểm đấu cho từng trạm biến áp như sau:

- Trạm 1: 250 kVA - 35/0,4 kV đấu từ cột 40

- Trạm 2: 180 kVA - 35/0,4 kV đấu từ cột 51

Sơ đồ nối điện cho trong hình vẽ

2.6.2 Phương án đi dây phía hạ áp

Qua khảo sát tình hình phân bố dân cư của các khu vực trong xã, phần lớnnằm dọc theo các đường liên xómm Vì vậy phụ tải sinh hoạt, công cộng, độnglực được phân bố chủ yếu dọc theo hai bên đường Mặt khác vị trí đặt hai trạmbiến áp đều được đặt cạnh ngã tư đường - gần vị trí trung tâm của thôn nên cáctuyến đường dây đi dọc theo các đường liên xómm sẽ thuận tiện hơn cho côngtác quản lý, chiếu sáng đường, vận hành và xây dựng đồng thời hạn chế việc didời nhà cửa, công trình, tránh thiệt hại cho dân và đây cũng là phương án sátvới thực tế nhất

PHẦN II: TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN DÂY

DẪN VÀ CHỌN THIẾT BỊ.

3.1 XÁC ĐỊNH HAO TỔN ĐIỆN ÁP CHO PHÉP.

* Sự thay đổi có tính chất thường xuyên liên tục của điện áp tại một điểm

so với điện áp định mức gọi là độ lệch điện áp Độ lệch điện áp có ảnh hưởng rấtlớn đến sự làm việc của thu điện Vì vậy việc xác định hao tổn điện áp cho phéprất quan trọng nhằm tính toán chọn dây dẫn và thiết bị phù hợp và đảm bảo.Theo quy phạm trang bị điện phù hợp với mạng điện nông nghiệp thì điện áptrên các cực thụ điện không tăng quá 5% khi tải cực đại và không giảm quá7,5% khi tải cực tiểu so với Uđm

- Để xác định hao tổn điện áp cho phép lưới điện của xã chúng ta chỉ cầnxác định độ lệch điện áp và hao tổn điện áp cho phép ở trạm biến áp xa nhất vàtrạm biến động áp gần nhất được cấp điện từ lộ 472 của trạm biến áp trung gian110/35kV của huyện

L = 13,1 Km 2 1

Phân chia tổn thất giữa mạng cao và mạng hạ áp:

ΔUU ac ΔUU ah=

U h l c

U c l h.√2.n c

n n =0,4.13,1 35.0,61 .√2.34 (5-10)

Giải hệ phương trình (5-9), (5-10) được:

ΔUUcp35=3,29%

ΔUUcp0,4=10,97%

Kiểm tra thụ điện tại A:

ΔUVA= ΔUVTC25+ ΔUUcp3525 + ΔUVBA25+ ΔUUBA25+ ΔUU25cp0,4

= 0 – 0,82 + 5 – 0,81 + 0 = 3,37 < [ΔUV cp] =7,5%.

Bảng (3-2): Độ lệch điện áp và hao tổn điện áp cho phép của lưới điện

Độ gia điện áp: ΔUU BA

+5(-3,24)

+5(- 0,81)

+5(- 3,69)

+5(- 0,92)

3.2 TÍNH TIẾT DIỆN DÂY DẪN

Việc lựa chọn dây dẫn cũng giữ một vai trò quan trọng cơ bản hệ thốngcung cấp điện Nếu ta chọn dây dẫn có tiết diện quá lớn thì sẽ làm tăng chi phíkim loại màu , không đảm bảo về chỉ tiêu kinh tế làm tăng vốn đầu tư , nếu chọndây có tiết diện quá nhỏ thì dây dẫn sẽ làm việc ở trạng thái quá tải khi đó haotổn công suất , hao tổn điện năng , điện áp sẽ lớn tuổi thọ của dây dẫn sẽ giảm

và dễ xảy ra sự cố Vì vậy khi chọn dây dẫn yêu cầu phải đảm bảo cả về chỉ

tiêu kinh tế và kỹ thuật

3.2.1 Tính tiết diện dây dẫn cao áp (35kV)

Với lưới điện cao áp có công suất lớn , điện áp cao đường dây dài nên chiphí vận hành khá lớn Mặt khác do các thiết bị điều chỉnh điện áp tương đối ổnđịnh ít phải chú ý đến tổn thất điện áp Vì vậy tiết diện dây dẫn được chọn theomật độ dòng điện kinh tế Jkt và kiểm tra lại theo hao tổn điện áp cho phép

F= I

Trong đó : Jkt mật độ dòng điện kinh tế

jkt=1,1A/mm2

I – dòng điện truyền tải trên đường dây

I= S H

SH- công suất truyền tải trên đường dây , kVA

Theo bảng(2-18) (2-20) ta có công suất truyền tải trên đường dây :

SH=

P H cos ϕ=

3.2.2 Tính tiết diện dây dẫn hạ áp (0,4kv)

Ở lưới điện hạ áp phụ tải mắc trực tiếp vào mạng hạ áp mà không phải

phụ tải nào cũng có thiết bị điều chỉnh điện áp Nên để tránh hiện tượng dây dẫnđược chọn có tiết diện nhỏ gây hao tổn điện áp vượt quá giá trị cho phép Người

ta chọn tiết diện dây dẫn theo hao tổn điện áp cho phép

Phương pháp tính tiết diện như sau :

* Với tiết diện dây dẫn không đổi trên suốt chiều dài đường dây để xác địnhtính theo biểu thức :

Pi – công suất tác dụng trên đường dây thứ i , kw

li - chiều dài của đoạn đường thứ i , kmn- số đoạn đường trục

- điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn ( dây nhôm =31,7m/mm2)

Un- điện áp định mức của mạng điện , KV

Uacp- thành phần tổn thất điện áp cho phép Up=

xo∑Qili

Un (3-8)

Sau đó kiểm tra lại theo hao tổn thất điện áp thực tế (Utt) nếu Utt <

Ucp thoả mãn

* Xác định tiết diện với đường dây phân nhánh

- chọn đường trục có tiết diện không đổi, các đường phân nhánh có tiết diệnthay đổi Xác định tổn thất điện áp phản kháng Up trên các tuyến chọn giátrị lớn nhất để xác định thành phần điện áp tác dụng :

ΔUUacp= [ U ] cp−ΔUUp max

B A

C LII, FII

Gọi tổn thất điện áp tác dụng cho phép trên các đoạn I,II,III là

UaI, UaII, UaIII,

Uacp=UaI+UaII

Fqc tính được ra r01, x01 từ đó tính Utt Sau đó xác định :

UaII = UaIII

Ta tính được tiết diện của đoạn rẽ nhánh

* Tính tiết diện dây dẫn cho các lộ của TBA

Để đơn giản cho tính toán ta đưa ra một số giả thiết sau:

- Lưới điện thiết kế có sự phân bố tải đều giữa các pha

- Đường dây đi vào ngõ xómm có phụ tải phân bố đều

- Do các phụ tải đặt gần nhau nên tiết diện trục chính chọn F= const

Dựa vào công suất tính toán của các trạm , số lộ ra và bảng (2-12) ta phân thànhcác điểm tải và tính được công suất của các điểm tải

Xác định công suất truyền tải trên đoạn OA:

Hao tổn điện áp tác dụng cho phép :

Uacp = Ucp - Upmax = 40 - 15 = 25VTheo (3-7) ta xác định được tiết diện đoạn OAB với dây nhôm chọn

- Kiểm tra theo điều kiện hao tổn điện áp cho phép với dây A95 tra bảng ta

Ta có: ΔUUtt= 0,92.0,28.19,8+0,33.0,28.12,3

0,38 =16,44<ΔUUcp= 40V

Vậy dây dẫn chọn đảm bảo

Ta thấy Utt<Ucp=40V nên tiết diện chọn đảm bảo

Hao tổn điện áp phản kháng trên các đoạn :

280 m

UOAB = 15,1 V

UOAC = 14,3 V

Chọn Upmax = 15,1 V

Hao tổn điện áp tác dụng cho phép trên đoạn OAB:

Uacp = Ucp - Upmax = 40 - 15,1 = 24,9 V

áp dụng công thức (3-7) xác định được tiết diện của đường trục OAB:

F= 87.0,19+31.0,32

31,7.0,38.24,9 =88,2 mm2 chọn dây A95Kiểm tra theo điều kiện hao tổn điện áp cho phép: A95 có r0 = 0,34/ km; xo

260 m

ΔUUpOAC= 0,35(41,6.0,24+0,295.20,5)

Hao tổn điện áp tác dụng cho phép :

Uacp = Ucp - Up = 41,7 - 13,8 = 26,9 VTheo (3-7) xác định tiết diện cho đoạn OAC:

F= 67,1.0,24+0,295.33 ,1

31,7.0,38.27,9 =79,8 mm2Vậy chọn dây A95

Kiểm tra theo hao tổn điện áp cho phép :

ΔUU H=(0,24.0,34.67,1+0,295.0,34.33,1)+(41,6.0,303.0 ,24+0,295.20,5.0,303)

Ta thấy UH = 36 < Ucp = 41,7 V

Nên chọn tiết diện chung cho cả lộ A95 là đảm bảo

Uacp=Ucp-Up=41,7-15,4=26,3 V

Kiểm tra theo điều kiện hao tổn điện áp cho phép:

ΔUUH= 0,34.(0,2.70+0,34.38)+(0,2.43,4+0,34.23,6).0,303

UH<Ucp nên tiết diện chọn đảm bảo

Quá trỡnh tính toán chọn tiết diện được cho trong bảng (3-3)

Bảng (3-3) chọn tiết diện dây dẫn cho các lộ

Trạm Lộ Công suất tt

trên các đoạn

chiều dài các đoạn (km)

Tiết diện (mm 2 ) tính toán

Quy chuẩn

Tổn thất điện áp tính toán (v)

3.3 TÍNH TOÁN HAO TỔN CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

3.3.1 Với đường dây cao áp (35 KV)

3.3.1.1 Hao tổn công suất trên đường dây cao áp được tính theo công thức

Chiều dài từ đường dây rẽ nhánh 35 kV đến trạm 1 là : l1 = 3,7 km

Vậy ao tổn tổng cộng trên đường dây 35 kV là:

ΔUS= ΔUS1+ ΔUS2=0 ,385+0 , 162 kVA

3.3.1.2 Hao tổn năng lượng

A – Hao tổn năng lượng trên đường dây (kWh) P – Hao tổn công suất trên đường dây (kW)

 - Thời gian hao tổn công suất cực đại (h)

Với mạng điện nông nghiệp ta chọn thời gian sử dụng công suất cực đại

Tmax=3500 h

Tính  theo công thức : = (0,124+Tmx 10−4)2.8760=1968 (h)

Vậy áp dụng công thức (3-13) ta được :

A=0,385.1968=764,61 (kWh)

3.3.2 Hao tổn trong MBA

Hao tổn trong MBA gồm 2 thành phần là tổn thất trong lưới thép và trongcuộn dây của MBA

- Hao tổn trong cuộn dây của MBA: khi có dòng điện chạy trong cuộn dây

*Hao tổn tổng cộng trong MBA là :

ΔUS B=ΔUS cu+ΔUS fe=(ΔUP0+ΔUP k)+j( U k % S H

I0%S H

cuộn dây MBA

Pk – hao tổn công suất ngắn mạch

Uk% - I% điện áp ngắn mạch của MBA

thép của MBA

P0 - Hao tổn công suất tác dụng khi không tải

Theo bảng (3-1) ta có các thông số của MBA áp dụng các công thức (3-14)(3-15)(3-16) ta có :

3.3.3 Hao tổn năng lượng trong MBA

Hao tổn năng lượng trong TBA có 1 MBA được tính theo công thức sau :

ΔUA= ΔUP0.t +ΔUP k( S

S H)

2.τ

(3-17)Trong đó - t, là thời gian vận hành và nhiệt tổn thất cực đại của MBA

T = 8760 h

 = 1968 theo mốc (3.3.12)

MBA

P0, Pk - hao tổn công suất tác dụng và ngắn mạch khi không tải

Áp dụng công thức (3-17) tính cho các MBA ta có :

* Với MBA250-35/0,4 kV ta có :

ΔUAB=0 ,68.8760+4,1.( 209 ,28

250 )

2.1968=11611

(kwh/năm) *Với MBA 250 -35/0,4kv ta có:

ΔUAB=0,58.8760+3,15.( 163,72

180 )

2.1968=10209

(kWh/năm)Vậy hao tổn năng lượng tổng cộng trong MBA : A=11611+10209=21820(kWh/năm)

3.3.4.Với đường dây 0,4 kv

3.3.4.1 Hao tổn công suất trên đường dây 0,4 kV

Áp dụng công thức :

ΔUS= ΔUP+ jΔUQ= P

2

+Q2U

H2

(r + jX ) 10−3

(3-18) kvA Trong đó : P, Q – Công suất tác dụng và phản kháng , kw, kvar

UH - Điện áp định mức / đường dây , kv

R=r0.l - điện trở của dây dẫn , 

X= x0.l- điện kháng của dây dẫn , 

Sử dụng bảng tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng (III-4) sau :

Bảng kết quả hao tổn công suất trên đường dây 0,4 kV

trạm lộ Đườn

g dây

Dây dẫn

Chiều dài (km)

P H , kW

kVAr

3.3.4.2 Hao tổn năng lượng trên lưới hạ áp 0.4kv

Ta có công thức (3-13): A=P. =23,18.1968=46035,5 (kWh/năm)

3.3.4.3 Tính hao tổn cho toàn mạng

* Hao tổn công suất:

ΔUS ∑ =( ΔUP35kv+ ΔUPBA+ ΔUP0.4 kv)+ j( ΔUQ35kv+ ΔUQBA+ ΔUQ0 4 kv)

¿ ( 0,385+8,51+23,18)+ j(0 ,162+53,75+19,64)=31,1+ j73,55 (kVA)

* Hao tổn năng lượng trên toàn mạng

A=P. = 32,10.1986 = 63172,8 (kWh/năm)

3.4 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY TBA

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

TBA 250kvA- 35/0.4 và TBA 180kvA-35/0.4kv đều được lấy điện từ mộttuyến trục trung áp lộ 472 của TBA trung gian huyện Đường trung áp chọn

dòng đường dây trên không vì khoảng cách tải điện dài và điều kiện không chophép

- Đường dây từ trục trung áp vào trạm qua một cầu dao để đảm bảo an toàn, tin

cậy cho tuyến dây trục và tiện sửa chữa cho hệ thống điện của xóm

- Do điều kiện kinh phí và điều kiện không gian cho phép nên TBA được

3 pha

3.5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Tính toán ngắn mạch nhằm tạo cơ sở cho việc so sánh, lựa chọn nhữngphương án cấp điện hợp lý nhất Xác định chế độ làm việc của các hộ tiêu thụkhi xảy ra sự cố, đưa ra biện pháp hạn chế dòng ngắn mạch, kết quả tính toánngắn mạch cũng dùng để kiểm tra các thiết bị đó chọn trong hệ thống

Điểm chọn để tính toán ngắn mạch là những điểm mà tại đó khi xảy rangắn mạch thiết bị phải làm việc trong điều kiện nằng nề nhất Căn cứ vào sơ

đồ nguyên lý và cách bố trí các thiết bị trên sơ đồ ta chọn 1 số điểm ngắnmạch hợp lý

Vì các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệthống điện quốc gia nên cho phép tính toán ngắn mạch đơn giản

3.5.1.Ngắn mạch phía cao áp

* Sơ đồ:

MBA 180kVA-35/0,4kV

AC35 5,1 km

AC70

8 km MC

* Sơ đồ thay thế: