THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU DÂN CƯ

Sử dụng năng lượng gió đang là một xu thế trên thế giới do: giảm chi phí nhiên liệu, khả năng sản xuất trên qui mô lớn và kết nối được với lưới điện chính. Việt Nam là một trong số rất nhiều quốc gia có tiềm năng để phát triển điện gió, đây sẽ là nguồn năng lượng lớn có thể khai thác bổ sung cho nguồn điện lưới quốc gia, thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và cải thiện môi trường. Ở những vùng có lưới điện quốc gia, điện gió sẽ được hoà vào lưới điện quốc gia. Việc ổn định lưới trong trường hợp này do các nhà máy điện truyền thống đảm nhiệm. Tuy nhiên ở những vùng hải đảo hay miền núi xa xôi, nơi chưa có lưới điện quốc gia thì điện gió sẽ được sử dụng hỗn hợp với các máy phát diesel và ổn định lưới sẽ được thực hiện cục bộ tại lưới độc lập này.Việc duy trì ổn định đối với các hệ thống điện quy mô nhỏ có sử dụng các tua bin gió là một thách thức về mặt kỹ thuật, do đặc điểm bất định của nguồn phát và do quán tính nhỏ của các máy phát điện trong các hệ thống điện nhỏ. Trong số các phương pháp, các phần mềm được ứng dụng thì Matlab là phần mềm được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề, lĩnh vực như viễn thông, tự động hóa, điện,… vì Matlab có hỗ trợ rất mạnh về toán học và có Toolbox và Simulink cực kỳ khổng lồ. Xét về ứng dụng của Matlab cho lĩnh vực điện năng, Matlab có những ứng dụng mô phỏng các hệ thống điện đơn giản, cho kết quả nhanh và độ chính xác cao.

KHOA CƠ ĐIỆN



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU DÂN CƯ

HỒ MẬT SƠN,THỊ XÃ CHÍ LINH,TỈNH HẢI DƯƠNG

HÀ NỘI 2015

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện đề tài, được sự hướng dẫn chỉ bảo của cácthấy cô trong Bộ môn Hệ thống điện – Khoa Cơ Điện kỹ sư trong điện lựcChí Linh, đến nay đề tài của tôi đã hoàn thành đúng thời hạn yêu cầu

Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ và kỹ sư của Điện lực Chí Linh

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và toàn thể bạn bè, đã động viên vàđóng góp ý kiến, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài tốt theo đúng nguyện vọng củabản thân tôi

Sinh viên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

PHẦN I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 2

1.1 Đặc điểm tự nhiên  kinh tế xã hội khu dân cư Hồ Mật Sơn, Thị xã Chí Linh, Tỉnh Hải Dương 2

1.2 Nguồn cung cấp điện 3

1.3 Hiện trạng lưới điện 3

1.4 Sơ đồ mặt bằng của khu dân cư mới Hồ Mật Sơn 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠ SỞ PHÁP LÝ, QUY CHUẨN THIẾT KẾ VÀ LÝ THUYẾT 5

2.1 Cơ sở pháp lý của dự án 5

2.2.Tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án 5

2.3 Các quy chuẩn thiết kế trong dự án 6

2.4 Quy chuẩn về lựa chọn các thiết bị điện 6

2.4.1 Các điều kiện lựa chọn máy biến áp 7

2.4.2 Điều kiện lựa chọn các khí cụ điện 8

2.4.2.1 Dao cách ly 8

2.4.2.2 Cầu chì tự rơi cao thế 8

2.4.2.3 Chống sét van cao thế 8

2.4.2.4 Thanh cái hạ áp 8

2.4.2.5 Aptomat 9

2.4.2.6 Cáp từ máy biến áp sang tủ hạ thế 9

2.4.2.7 Chọn sứ cách điện 9

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 10

3.1 Cơ sở tính toán phụ tải 10

3.2 Phương pháp tính toán phụ tải 10

3.3 Chọn phương pháp tính toán phụ tải cho bài thiết kế 12

3.4 Phân loại phụ tải 13

3.5 Tính toán phụ tải 14

3.5.1 Tính toán phụ tải sinh hoạt 14

3.5.2 Tính toán phụ tải công cộng 16

3.6 Phương pháp tổng hợp phụ tải 17

3.6.1 Tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia 17

3.6.2 Tổng hợp phụ tải theo phương pháp đồ thị phụ tải 17

3.6.3 Tổng hợp phụ tải theo một số phụ tải đỉnh nhọn 18

3.7 Các phương pháp dự báo phụ tải điện 18

3.8 Lựa chọn phương pháp và tính toán dự báo phụ tải 20

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN LỰA CHỌNVỊ TRÍ VÀ SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP 21

4.1 Chọn vị trí đặt máy biến áp 21

4.2 Chọn số lượng và công suất Máy biến áp 23

4.3 Chọn phương án đi dây trung áp (22kV) 26

4.3.1 Các phương án dây trung áp 26

4.3.2 Chọn phương án cấp điện 26

4.4 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 27

4.5 Tính toán ngắn mạch 27

4.5.1 Định nghĩa, mục đích, nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch 27

4.5.2 Tính toán ngắn mạch 29

4.6 Tính toán lựa chọn thiết bị phía 22 kV 31

4.6.1 Điều kiện chọn thiết bị điện có dòng điện chạy qua 31

4.6.2 Chọn thiết bị điện theo điều kiện làm điều kiện làm việc lâu dài 31

4.6.3 Kiểm tra thiết bị điện theo dòng điện ngắn mạch 32

4.6.4 Lựa chọn thiết bị điện cao áp 33

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN HẠ ÁP 36

5.1 Phương án cấp điện 36

5.2.Chọn các thiết bị tủ hạ áp 36

5.2.1 Chọn cáp nối từ phía hạ áp MBA đến tủ hạ thế 36

5.2.2 Chọn thanh dẫn cho tủ hạ thế 38

5.2.3 Chọn máy biến dòng (BI) cho tủ hạ thế 40

5.3 Chọn cáp từ tủ hạ áp đến các tủ phân phối các khu 41

5.3.1 Chọn cáp từ tủ hạ thế tổng tới tủ TĐ A 41

5.3.2 Chọn cáp tới tủ hạ áp TĐ B, TĐ C 42

5.4 Chọn cáp từ tủ phân phối các khu đến các tủ phân phối phụ tải 42

5.4.1Chọn áptomat hạ áp 45

5.4.2 Chọn tủ công tơ 49

5.4.3 Xác định dung lượng bù cho tủ tụ bù cosφ 49

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 51

1 Kết luận 51

2 Kiến nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Chỉ tiêu sử dụng điện theo quy chuẩn 6

Bảng 3.1 Tổng hợp phụ tải khu dân cư hồ Mật Sơn 14

Bảng 3.2 Tổng hợp phụ tải sinh hoạt của các khu dân cư Hồ Mật Sơn 15

Bảng 3.3 Tổng hợp phụ tải công cộng theo từng khu vực 16

Bảng 3.4: Phụ tải dự báo của khu dân cư 20

Bảng 4.2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp 25

Bảng 4.5 Thông số Dao cách ly 33

Bảng 4.6 Kiểm tra kết quả với cầu chì đã chọn 35

Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật của thanh dẫn đồng 38

Bảng 5.2 Kết quả kiểm tra thanh góp 40

Bảng 5.3 Thông số BI tủ hạ thế 40

Bảng 5.4 Tổng hợp phụ tải cho từng khu 41

Bảng 5.5 Thông số cáp cho tủ hạ thế các khu 42

Bảng 5.6 Tổng hợp phụ tải các khu và tên tủ các khu 42

Bảng 5.7 Thông số cáp các tủ phân phối hạ áp 43

Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật áptômát tổng 46

Bảng 5.9 Lựa chọn aptomat nhánh 47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mặt bằng khu dân cư Hồ Mật Sơn 4

Hình 4.1: Vị trí đặt trạm biến áp 1250 kVA- 22/0,4kV khu dân cư Hồ Mật Sơn 22

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý 29

Hình 4.3 Sơ đồ thay thế 29

Hình 5.1: Tủ công tơ phân phối nhánh 49

PHẦN I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Đất nước ta đang trên đà phát triển cùng thế giới với sự đổi mới của tất

cả các ngành Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nănglượng là một ngành giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nóđược coi là đòn thúc đẩy nền kinh tế, văn hóa và khoa học phát triển

Điện năng là một trong những tiêu chí đánh giá sự phát triển của mộtquốc gia hay một khu vực Ở nước ta, Đảng và Nhà nước đã xác định tầmquan trọng của điện năng nên công cuộc đổi mới và phát triển điện khí hóaluôn được chú trọng và ưu tiên phát triển. Điện năng là nguồn năng lượngchính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các đôthị và khu dân cư, do đó khi xây dựng chúng thì trước tiên người ta phải xâydựng hệ thống cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầusinh hoạt của con người Khi cung cấp điện cho các đô thị và khu dân cư thìphức tạp hơn nhiều so với khu vực công nghiệp, vì phụ tải của đô thị và khudân cư vừa khó xác định lại dao động nhiều trong một ngày Vì vậy khi thiết

kế cung cấp điện cho các đô thị và khu dân cư ta cần chú ý tới các đặc điểmnêu trên để đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện làm việc an toàn, thỏa mãnkhông chỉ nhu cầu hiện tại mà còn phải tính tới khả năng phát triển của phụtải trong tương lai, đáp ứng nhu cầu điện năng không những trong giai đoạntrước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong 5, 10 năm hoặc có khi cònlâu hơn nữa

Ngày nay kinh tế phát triển, các khu đô thị mới xuất hiện ngày càngnhiều nhằm quy hoạch lại đô thị và một phần để đảm bảo nhu cầu nhà ngàycàng tăng cao của người dân Nhận thấy sự cấp thiết của việc thiết kế cung

cấp điện cho các khu dân cư mới, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết

kế cung cấp điện cho khu dân cư mới Hồ Mật Sơn, Phường Sao Đỏ, Thị xã Chí Linh, Tỉnh Hải Dương” Dựa trên các phương pháp điều tra và thống kê

số liệu kết hợp với các lý thuyết, phương pháp tính toán được học

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 1.1 Đặc điểm tự nhiên  kinh tế xã hội khu dân cư Hồ Mật Sơn, Thị xã Chí Linh, Tỉnh Hải Dương.

- Vị trí địa lý: Khu dân cư mới Hồ Mật Sơn nằm tại : phường Sao Đỏ,

Thị xã Chí Linh, Tỉnh Hải Dương Phường Sao Đỏ nói riêng và Thị xã ChíLinh nói chung có một vị thế quan trọng Nằm trong vùng tam giác kinh tế :

Hà Nội- Hải Phòng- Quảng Ninh Đây là một trong bốn tiểu vùng kinh tế củatỉnh, có tuyến đường xuyên Á đi qua, có các công trình quốc tế về thể thao dulịch và rất nhiều đền, chùa cùng các di tích lịch sử văn hóa, hội tụ nhiều điềukiện tổng hợp để trở thành mắt xích quan trọng trong ngành du lịch quốc gia

- Khí hậu: Thị xã Chí Linh cũng chịu ảnh hưởng chung của khí hậu

miền Bắc đó là khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, do vị trí và địa hình đồi núi nênmùa đông ở đây có phần lạnh hơn các vùng khí hậu đồng bằng mùa khôhanh lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9hàng năm Nhiệt độ trung bình năm 23°C; tháng có nhiệt độ thấp nhất làtháng 1 và tháng 2 (khoảng 10-12 °C); tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 6

và tháng 7 (khoảng 37-38 °C) Lượng mưa trung bình hàng năm 1.463 mm,tổng tích ôn khoảng 8.2000, độ ẩm tương đối trung bình là 81,6%

- Kinh tế - xã hội:Nhờ vị trí địa vô cùng thuận lợi: nằm trong

vùng tam giác kinh tế : Hà Nội- Hải Phòng- Quảng Ninh Đây là một trongbốn tiểu vùng kinh tế của tỉnh, có tuyến đường xuyên Á đi qua, có các côngtrình quốc tế về thể thao du lịch như sân golf Ngôi Sao và rất nhiều đền, chùacùng các di tích lịch sử văn hóa nổi tiếng cấp địa phương và quốc gia như: ChùaCôn Sơn, Đền Kiếp Bạc, Đền Cao… Thị xã chí linh có rất nhiều tiềm năng để

phát triển kinh tế và trọng điểm là nghành dịch vụ và du lịch Sắp tới thị xã sẽđược chính thức công nhận là thành phố loại 3 trực thuộc Tỉnh Hải Dương.

1.2 Nguồn cung cấp điện

Nguồn cung cấp điện cho khu dân cư Hồ Mật Sơn: cột số 23 đường dây22kVlộ 375-E85 Từ điểm đấu sử dụng cầu dao phụ tải 24kV- 630A để thaotác đóng cắt Để đưa điện về cấp cho trạm biến áp khu dân cư ta dung cápngầm chống thấm dọc 24kV

1.3 Hiện trạng lưới điện

Vì là khu dân cư mới nên trên địa bàn khu hoàn toàn chưa có điện Cầnthiết kế cung cấp mới hoàn toàn

1.4 Sơ đồ mặt bằng của khu dân cư mới Hồ Mật Sơn

Các phụ tải trong khu khu dân cư mới Hồ Mật Sơn hầu như là các phụtải sinh hoạt của các hộ dân và được quy hoạch và chia lô 1 cách hợp lý bêncạch đó là các phụ tải công cộng phục vụ chiếu sáng và khu công viên vườnhoa Các lô nhà phố trong khu được chia và phân bố như trên hình

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠ SỞ PHÁP LÝ, QUY CHUẨN THIẾT KẾ

VÀ LÝ THUYẾT

2.1 Cơ sở pháp lý của dự án

- Thiết kế cơ sở của dự án đã được phê duyệt

- Các yêu cầu kỹ thuật của dự án

- Căn cứ công văn số 247/CV- PCHD- CL của điện lực Chí Linh về việcthỏa thuận cấp điểm đấu cho TBA 1250 kVA của khu dân cư Hồ Mật Sơn

- Căn cứ công văn số 1515/CV – DLCL của điện lực Chí Linh về việccấp điện cho TBA 1250 kVA của khu dân cư Hồ Mật Sơn

2.2.Tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án

- Quy phạm trang bị điện: 11 – TCN – 18 – 2006 và 11 – TCN – 19 –

2006 do Bộ Công nghiệp ban hành năm 2006

- Các quy định của công ty điện lực trong công tác quản lý, vận hànhvới kinh doanh bán điện

- TCXD25: 1991 Đặt đường dây dẫn điện trong nhà ở công trình côngcộng tiêu chuẩn thiết kế

- TCXD27: 1991 Đặt thiết bị điện trong nhà ở công trình công cộngtiêu chuẩn thiết kế

- DCXDVN263: 2002 Lắp đặt cáp và dây điện cho các công trình công nghiệp

- Theo tiêu chuẩn TCXDVN 259 – 2001 do Bộ Xây Dựng ban hànhtheo quyết định số 28/2001/QĐ-BXD, ngày 13/11/2001

- Tiêu chuẩn TCXDVN 333: 2005 Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài cáccông trình công cộng và kĩ thuật hạ tầng đô thị Tiêu chuẩn thiết kế do bộ xâydựng ban hành theo quyết định số 08/2005/QĐ-BXD, ngày 04/4/2005

2.3 Các quy chuẩn thiết kế trong dự án

Bảng 2.1: Chỉ tiêu sử dụng điện theo quy chuẩn STT Tên công trình tiêu thụ Chỉ tiêu Hệ số đồng thời Cos φ

2.4 Quy chuẩn về lựa chọn các thiết bị điện

Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện, sứ cách điện và bộ phận dẫnđiện khác có thể ở một trong ba chế độ sau:

 Chế độ làm việc lâu dài;

 Chế độ quá tải (đối với một số thiết bị điện có thể cho phép quá tải đến1,3 ÷ 1,4 so với định mức);

Trong chế độ quá tải, dòng điện qua khí cụ điện và các bộ phận dẫnđiện khác sẽ lớn hơn so với dòng điện định mức Sự làm việc tin cậy của cácphần tử trên được đảm bảo bằng cách quy định giá trị và thời gian điện áp haydòng điện tăng cao không vượt quá giới hạn cho phép

Trong tình trạng ngắn mạch, các khí cụ điện, sứ các điện và các bộphận dẫn điện khác vẫn đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu quá trình lựa chọnchúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định nhiệt Dĩ nhiên, khi xảy rangắn mạch, để hạn chế tác hại của nó cần phải nhanh chóng loại bỏ bộ phận

hư hỏng ra khỏi mạng điện

Khi thành lập sơ đồ tính toán dòng điện ngắn mạch nhằm lựa chọn cáckhí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác, ta cần xác định điểm ngắn mạchtính toán ứng với tình trạng làm việc nguy hiểm nhất (phù hợp với điều kiệnlàm việc thực tế).

Việc lựa chọn các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác phải thỏamãn yêu cầu về hợp lý kinh tế và kỹ thuật

2.4.1 Các điều kiện lựa chọn máy biến áp

Việc lựa chọn dung lượng và số lượng trạm biến áp có vị trí quan trọngtrong thiết kế hệ thống cung cấp điện nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêukinh tế Nếu dung lượng trạm biến áp được chọn phù hợp thì hiệu quả kinh tếcủa công trình cao Mặt khác nó đảm bảo về mặt kinh tế kỹ thuật tối ưu, chấtlượng điện được đảm bảo Nếu ta chọn thiếu công suất quá lớn thì máy biến áplàm việc quá tải,không đảm bảo vận hành, không đảm bảo chất lượng điện áp,tuổi thọ máy biến áp giảm và hàng loạt các vấn đề khác xảy ra khi máy biến áplàm việc Nếu chọn thừa công suất sẽ làm giảm chỉ tiêu kinh tế, máy biến áplàm việc non tải, hệ số cosφ của lưới giảm

Điều kiện chọn dung lượng máy biến áp:

 Với trạm một máy: khc SđmB ≥ Stt

Trong đó: khc– hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ đối với máy biến áp donước ngoài sản xuất khi đưa vào Việt Nam cần hiệu chỉnh Ta chọn máy biến

áp do Việt Nam sản xuất nên không phải hiệu chỉnh do đó khc = 1

 Với trạm nhiều máy: n khc Ssc SđmB ≥ Stt

Trường hợp sự cố 1 máy thì máy biến áp kia cần được lựa chọn theođiều kiện sau:

(n – 1) Khc Kqt SđmB ≥ SttTrong đó: n – Số máy biến áp đặt trong trạm;

Kqt– Hệ số quá tải của máy biến áp;

Kqt = 1,4 đối với máy biến áp quá tải trong 5 ngày đêm vàthời gian quá tải cho phép không quá 6h trong 1 ngày;

Ssc– Công suất phải cấp khi 1 máy biến áp gặp sự cố

2.4.2 Điều kiện lựa chọn các khí cụ điện

2.4.2.2 Cầu chì tự rơi cao thế

Các điều kiện cơ bản chọn cầu chì tự rơi:

Điều kiện lựa chọn thanh cái:

Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (A): k1.k2.Icp ≥ Iđm

Khả năng ổn định động (kg/cm): cp  tt

Khả năng ổn định nhiệt (mm2): F ≥ α.I∞

2.4.2.5 Aptomat

Các điều kiện cơ bản chọn áptômát:

Điện áp định mức (kV): UđmA  UđmlđDòng điện định mức (A) : IđmA  Itt Khả năng cắt dòng ngắn mạch (kA): ICắt đmAT IN lđ

2.4.2.6 Cáp từ máy biến áp sang tủ hạ thế

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 3.1 Cơ sở tính toán phụ tải

Phụ tải là một đại lượng ngẫu nhiên chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, phụthuộc vào tính chất, đặc điểm của các hộ dùng điện, các tham số hệ thống của mạngđiện, các đặc điểm kinh tế, xã hội, nhân tố khí tượng, thiên văn, 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 chuyêngia.v.v…

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 và dễ

áp dụng vào bài thiết kế

3.2 Phương pháp tính toán phụ tải

 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng hoặc suất tiêu thụ công suất

Nếu phụ tải điện không thay đổi hoặc thay đổi ít theo thời gian thì côngsuất tính toán có thể dựa vào suất tiêu thụ điện năng hoặc suất tiêu thụ côngsuất Có các trường hợp sau:

 Theo suất tiêu hao điện năng tên một đơn vị sản phẩm

Khi đó:

Ptt = N. T d (kW) (3-2)Trong đó:

N – Số lượng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian T (đvsp);

d – Định mức tiêu thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp);

T – Thời gian để sản xuất ra N sản phẩm (h)

 Theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

Khi đó: Ptt = p0 S (kW) (3-3)

Trong đó:

p0– Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích (mật độ phụ tải) (kW/

m2);

S – Diện tích vùng quy hoạch hay vùng thiết kế (m2)

 Theo suất phụ tải cho trên một đơn vị chiều dài

Khi đó: Ptt = p0 L(kW) (3-4)

Trong đó:

p0– Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị chiều dài (kW/m);

L – Chiều dài khu vực thiết kế (m)

Hệ số nhu cầu (knc) là tỷ số giữa công suất công suất tính toán (trongthiết kế) hoặc công suất tiêu thụ (trong vận hành) với công suất đặt (công suấtđịnh mức) của nhóm hộ tiêu thụ;

knc=

đm

tt P

P

(3-5)Trong đó: Ptt– Công suất tính toán (kW);

Pđm– Công suất định mức (kW);

Vậy phụ tải tính toán của phụ tải được xác định theo công thức:

Ptt = knc ∑Pđmi(kW) (3-6)Trong đó: Ptt– Công suất tính toán của phụ tải;

Pđmi– Công suất định mức của thiết bị thứ i

Hệ số cực đại (kmax) là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bìnhtrong khoảng thời gian xem xét;

Kmax=

tb

tt P P

Trong đó: Ptb– Công suất tính toán của phụ tải;

Ptt– Công suất trung bình của phụ tải;

Hệ số cực đại được tính với ca làm việc có phụ tải lớn nhất;

Hệ số cực đại kmax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq và hệ số sử dụng

ksd và hàng loạt các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị;

Phụ tải tính toán được xác định theo công thức:

hq k

k n

1 5 , 1

Trong đó: ksd∑ - Hệ số sử dụng tổng của một nhóm các thiết bị;

nhq - Số thiết bị hiệu quả

Hệ số đồng thời là tỷ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tạinút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tínhtoán cực đại của nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt nối vào nút đó Hệ số đồng thờithể hiện tính chất làm việc đồng thời của phụ tải

ptt– Công suất tính toán của các nhóm hộ tiêu thụ điện riêngtại các điểm nút;

Pni– Công suất tính toán của phụ tải thứ i

3.3 Chọn phương pháp tính toán phụ tải cho bài thiết kế

Trong bài thiết kế tôi chọn phương pháp tính toán phụ tải theo hệ sốđồng thời Vì phương pháp này đơn giản, dễ áp dụng tính toán và thể hiệnđược tính chất phụ tải của khu vực tôi thiết kế

3.4 Phân loại phụ tải

Phụ tải được chia ra 3 loại chính như sau:

- Phụ tải sinh hoạt: chủ yếu là các dụng cụ điện gia dụng trong gia đình.

- Phụ tải công cộng: nhà văn hóa, công viên cây xanh, khu vực thương

mại, trường học …

- Chiếu sáng đường phố(thuộc phụ tải công cộng nhưng được tính riêng)

- Phụ tải khu dân cư Hồ Mật Sơn được chia làm ba khu A, B, C

Trong đó: Theo QCXDVN 01: 2008/BXDvà bảng tra suất phụ tải cho

hộ gia đình “Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhàcao tầng” Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạch Hoạch, NXB Khoa học kỹ thuật

- Suất phụ tải đặt của nhà liên kế (LK): 3 kVA

- Suất tải đặt của biệt thự (BT): 5 kVA

- Phụ tải đặt của tải công cộng:

+ Phụ tải công viên cây xanh (CX)

+ Phụ tải nhà trẻ (NT)

+ Phụ tải khu vực thương mại (TM)

Phụ tải công cộng bằng 30% tổng (Phụ tải của nhà liên kề + Phụ tải củabiệt thự)

Bảng 3.1 tổng hợp phụ tải khu dân cư hồ Mật Sơn

Suất phụ tải sinh p 0 , (kW)

3.5.1 Tính toán phụ tải sinh hoạt

Tính toán suất tiêu thụ điện năng trong một hộ gia đình: Ptt (kW)

Công suất tính toán của khu nhà liền kề 1 (LK 01):

PLK01 = p0 n1 kđt = 3 38 0,6 = 68,4 (kW)Trong đó: p0: Công suất tính toán của 1 hộ

n1: Số hộ dân của khu nhà liền kề 1

kđt: Hệ số đồng thời

Công suất tính toán của khu nhà biệt thự 1 (BT 01):

PBT01 = p0 n1 kđt = 5 18 0,6 = 54 (kW)Trong đó: p0: Công suất tính toán của 1 hộ

n1: Số hộ dân của khu nhà biệt thự 1

kđt : Hệ số đồng thời

Tính tương tự ta có bảng công suất các điểm phụ tải khác:

Bảng 3.2 Tổng hợp phụ tải sinh hoạt của các khu dân cư Hồ Mật Sơn

Stt Phụ tải Đơn vị lượng Số

Suất phụ tải sinh

p 0 , (kW)

k đt P ttsh

(kW) Sinh hoạt

- Tính toán phụ tải chiếu sáng đường phố

Phụ tải tính toán chiếu sáng đường phố dựa vào bảng 2.1 ta có:

Pcsđp= p0 n1 kđt = 7 2,3 0,6 = 9,66 (kW)

Trong đó : p0: Công suất tính toán của 1km đường (theo tiêu chuẩn thiết kế)

n1: Số km đường chiếu sáng

kđt: Hệ số đồng thời

- Phụ tải công cộng khu vực

Vậy ta có bảng tổng hợp phụ tảido đặc điểm là khu dân cư mới nên hầuhết trong khu vực chỉ có các hộ gia đình sinh sống nên phụ tải công cộngtrong khu chủ yếu là các công trình như công viên cây xanh, nhà trẻ và khudịch vụ thương mại

Bảng 3.3 Tổng hợp phụ tải công cộng theo từng khu vực

, 0

66 , 819 87

,

 t

T P S

3.6 Phương pháp tổng hợp phụ tải

3.6.1 Tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia

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

1 2

2 1 2

2 1

.

.

P P Khi P k P

P P Khi P k P

Trong đó: k1, k2 – Số gia công suất của phụ tải P1, P2, được xác địnhtheo công thức sau:

41 , 0 5

04 , 0 1

3.6.2 Tổng hợp phụ tải theo phương pháp đồ thị phụ tải

Do đặc điểm của phụ tải điện là biến đổi theo thời gian nên khi dùngphương pháp đồ thì phụ tải có thể khắc phục được sai số tính toán của cácphương pháp tổng hợp phụ tải khác

Nội dung của phương pháp:

Phân các phụ tải thành từng nhóm có tính chất, chế độ làm việc gầngiống nhau

Trên cơ sở quy trình công nghệ hoặc quy trình làm việc dựng đồ thịphụ tải của từng nhóm trên cùng một hệ tọa độ

Cộng đồ thị phụ tải của tất cả các nhóm

Công suất tính toán chính là công suất cực đại của đồ thị phụ tải đã xây dựng.Phương pháp này có độ chính xác cao nên đòi hỏi phải có nhiều kinhnghiệm và tốn nhiều công sức khi thống kê, xử lý số liệu và xây dựng đồ thịphụ tải các nhóm

3.6.3 Tổng hợp phụ tải theo một số phụ tải đỉnh nhọn

Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải xuất hiện trong 1 – 2 giây Phụ tải đỉnhnhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn Iđn Chúng ta tính dòngđiện đỉnh nhọn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn thiết bị bảo vệ, tính toánđiều kiện khởi động của động cơ điện Trong thực tế không những phải quantâm đến giá trị dòng điện đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của

nó Trong mạng điện dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi khởi động động cơ,hoặc máy hàn làm việc v.v

Trong đó: kkđ – Hệ số khởi động động cơ điện;

So sánh các phương pháp tổng hợp phụ tải trên tôi thấy phương phápnào cũng có ưu, nhược điểm riêng của từng phương pháp Tuy nhiên trong bàithiết kế tôi chọn phương pháp tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia, vìphương pháp này đơn giản, phụ hợp với vùng phụ tải tôi đang xét

3.6.4 Lựa chọn phương pháp tổng hợp phụ tải và áp dụng

04 , 0

3.7 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 dựa trên vốn đầu tư

Theo phương pháp này có thể dựa trên mức độ trang bị hiện tại và kếhoạch phát triển sản xuất tương lai để dự báo nhu cầu điện năng Phươngpháp này có ưu điểm là đơn giản nhưng thường có sai số lớn, vì vậy chỉ ápdụng trong quy hoạch sơ bộ

Phương pháp này giúp ta thấy được khuynh hướng phát triển của nhu cầuđiện năng và sơ bộ cân đối nhu cầu này với nhịp độ phát triển kinh tế Ở đâyngười ta dựa vào tỷ số của nhịp độ phát triển năng lượng điện với nhịp độ pháttriển của toàn bộ nền kinh tế Phương pháp này chỉ nói lên xu thế phát triển vớimột mức độ chính xác nào đó Trong tương lai xu thế này còn chịu ảnh hưởngcủa nhiều yếu tố khác như: Do tiến bộ về mặt khoa học và quản lý nên xuất tiêuhao điện năng đối với mỗi sản phẩm ngày càng giảm xuống hay do điện năngngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nghành kinh tế quốc dân và các địaphương hoặc do cơ cấu kinh tế không ngừng thay đổi Vì những yếu tố đó mà hệ

số vượt trước có thể thay đổi khá nhiều Do đó nếu chỉ dựa vào hệ số vượt trước

để xác định điện năng ở năm dự báo thì có thể dẫn đến sai số lớn Tuy nhiêntrong chừng mực nhất định phương pháp hệ số vượt trước có thể cho ta biết sơ

bộ về nhu cầu năng lượng và xu thế phát triển của phụ tải điện

Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu diễn biến của phụ tải trongcác năm quá khứ tương đối ổn định và tìm ra quy luật biến đổi của phụ tải phụthuộc vào thời gian từ đó sử dụng mô hình tìm được để tính cho giai đoạn dựbáo Tức là ta suy diễn toàn bộ diễn biến của phụ tải ở quá khứ vào tương lai vàphụ tải dự báo được xác định theo hàm xu thế ở thời điểm tương ứng Có thể córất nhiều dạng hàm xu thế, mà thông thường được xác định thông qua phươngpháp tương quan hồi quy Ta xét một số dạng chính của hàm hồi quy:

 Hàm tuyến tính: P = a + bt

 Hàm Parabol: Pt = a + bt + ct2

 Hàm mũ: Pt = P0 ( 1 +  )t

Phương pháp ngoại suy là một trong những phương pháp được ứngdụng nhiều nhất do những ưu điểm nổi bật là phản ánh khá chính xác quátrình phát triển của phụ tải, có thể đánh giá mức độ tin cậy của hàm xu thế dễdàng Tuy nhiên theo phương pháp này cần phải có lượng thông tin đủ lớn,khối lượng tính toán nhiều

Ngoài các phương pháp dự báo trên còn một số phương pháp dự báokhác như: Mô hình dự báo Logictique, mô hình dự báo đường cong chữ S, dựbáo phụ tải theo phương pháp chuyên gia.v.v…

3.8 Lựa chọn phương pháp và tính toán dự báo phụ tải

Với α = 10 % = 0,1 (theo mức tăng trưởng điện bình quân hàng nămcủa Huyện Chí Linh)

Do đặc điểm của khu là khu dân cư mới và nằm trong vùng có mứctăng trưởng điện bình quân khá cao nên ta dự báo cho 5 năm tiếp theo

Ta có: P db = P t (1+α) n

Dự báo phụ tải trong 6 năm từ năm 2016 đến 2021

→ n = 1:6

Pdb1 = 775,36 (1+0,1)1 = 852,90 (kW)

Tương tự ta có bảng dự báo phụ tải đến năm 2021

Bảng 3.4: Phụ tải dự báo của khu dân cư

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN VỊ TRÍ VÀ SỐ LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP 4.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp

Các yêu cầu cơ bản cần thỏa mãn khi xác định vị trí của trạm biến áp:

- An toàn và liên tục cung cấp điện;

- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới;

- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng – Phòng chống cháy nổ, bụi bặm,

ăn mòn hóa học;

- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

Chú ý: Đặt các trạm biến áp có công suất lớn ở gần trung tâm phụ tải.Máy biến áp có tỷ số biến đổi nhỏ nên đặt gần nguồn điện và ngược lại Sốlượng trạm biến áp trong một khu vực phụ thuộc vào mức độ tập trung hayphân tán của phụ tải, phụ thuộc vào tính chất quan trọng của phụ tải về mặtliên tục cung cấp điện (loại phụ tải)

Vị trí máy biến áp của khu dân cư mới Hồ Mật Sơn được đặt ở vị trínhư trên hình :

Hình 4.1: Vị trí đặt trạm biến áp 1250 kVA- 22/0,4kV khu dân cư Hồ Mật Sơn

Giải thích: