Thiết kế cung cấp điện chi tiết cho 1 xã.

Thiết kế chi tiết cung cấp điện cho một xã, tính toán phụ tải, lựa chon thiết bị hạ áp, phương án đi cáp, tính chọn dây dẫn.lựa chọn thiết bị cao áp, tính toán ngắn mạch, lựa chọn cấp điện áp cho mạng

Trang 1

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn

Tài liệu tham khảo

DANH MỤC CÁC BẢNG - SƠ ĐỒ BẢNG Trang

Bảng 1.1 Tổng kết chi tiết từng thôn……… 4

Bảng 1.2 Kết quả tính toán phụ tải của Xã ……… 15

Bảng 1.3 Thông số máy Biến áp……… 17

Bảng 1.4 Chọn dây dẫn phương án 1……… 21

Bảng 1.5 Tổn thất công suất tác dụng phương án 1……… 23

Bảng 1.6 Chọn dây dẫn phương án 2……… 25

Bảng 1.5 Tổn thất công suất tác dụng phương án 2……… 26

Bảng 1.4 Dự toán hạng mục 1……… 47

SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Mặt bằng Xã Tịnh Hà (kèm theo đồ án) Sơ đồ 1.2 Chọn dây dẫn phương án 1……… 19

Sơ đồ 1.3 Chọn dây dẫn phương án 2……… 19

Sơ đồ 1.4 Sơ đồ tính toán ngắn mạch……… 30

Sơ đồ 1.5 Sơ đồ nguyên lý mạng trung áp……… 33

Sơ đồ 1.6 Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp……….35

Trang 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ XÃ TỊNH HÀ

1.1 Vị trí địa lý

Là một xã thuộc vùng đồng bằng nằm ở phía tây của huyện Sơn Tịnh, tỉnh Quảng NgãiPhía Bắc giáp xã Tịnh Thọ, Tịnh Bình

Phía Nam giáp thành phố Quảng Ngãi

Phía Đông giáp xã Tịnh Ấn Tây

Phía Tây giáp xã Tịnh Sơn

1.2 Khí hậu

Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, mỗi năm có hai mùa mưa nắng rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 âm lịch đến tháng giêng năm sau Mùa nắng từ tháng 2 đến tháng 8

1.3 Đất đai và con người

Tổng diện tích toàn xã là : 1924.5 hecta

Trong đó :

Đất nông nghiệp : 1023 hecta chiếm 53.2%

Đất phi nông nghiệp : 574 hecta chiếm 29.82%

Đất chưa sử dụng : 326 hecta chiếm 16.98%

Dân số : 17.192 người

1.4 Số thôn trong Xã

Toàn xã có 11 thôn, gồm có

1.Thôn Hà Tây

2.Thôn Ngân Giang

3.Thôn Lâm Lộc Nam

4.Thôn Lâm Lộc Bắc

5.Thôn Hà Trung

6.Thôn Hà Nhai Nam

Trang 3

7.Thôn Hà Nhai Bắc

8.Thôn Thọ Lộc Tây

9.Thôn Thọ Lộc Bắc

10.Thôn Thọ Lộc Đông

11.Thôn Trường Xuân

BẢNG TỔNG KẾT CHI TIẾT TỪNG THÔN

Tổng số hộ (hộ)

Tổng số nhân khẩu (người)

Tổng

số lao động (người)

Hộ nông nghiệp (hộ)

Hộ xây dựng (hộ)

Hộ công nghiệp (hộ)

Hộ thương nghiệp và dịch vụ (hộ)

Diện tích (hecta)

Trang 4

Bảng vẻ mặt bằng in giấy Ao kèm theo đồ án

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

2.1.1 Đặt vấn đề

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thuyết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực

tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới một nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây

ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cungcấp điện như: máy biến áp, dây dẫn các thiết bị đóng cắt, bảo vệ

Tính toán tổng công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng Bởi vì phụtải tính toán xác định được nhỏ hơn thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ thiết bị điện, có khi dẫnđến sự cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết

bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí

Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Xong vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp thuận tiện cho tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp

Trang 5

Một số phương pháp thường được sử dụng trong việc xác định phụ tải tính toán.

 Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

 Phương pháp tính theo xuất tiêu thụ điện năng cho một đơn vị sản xuất

 Phương pháp tính theo xuất tiêu thụ của phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

 Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải

 Phương pháp tính theo công suất trung bình và phương sai của phụ tải

 Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Trong thực tế tùy theo quy mô và đặc điểm của công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế

sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

2.2 Xác định phụ tải tính toán cho Xã

Trang 6

Nhà máy nước đá: P = 100 (KW), Cosϕ = 0.75

Tổng công suất toàn thôn

P P

100.0,753,75.0,85

++

=++

Trang 7

Trường Mẫu Giáo Xóm 4 Thọ Lộc : N = 4 phòng, mỗi phòng S = 25 m 2

=++

Chùa Trường Xuân: Tổng diện tích: S = 2418 m 2

Trong đó: Diện tích khu điện thờ: 300 m 2

Lấy Po = 20W/m2 ( vì trong điện thờ dùng nhiều đèn trang trí)

Cosϕ = 0,85

Chiếu sáng ngoài sân: 3 bóng đèn 100 W, Cosϕ = 0,85

Tổng công suất cần cấp cho chùa

PC = Po.S.N + PĐ = 20.300.1 + 100.3 = 6,3 (KW)

Trang 8

Chùa Hà Nhai: Tổng diện tích: S = 720 m 2

Trong đó: Diện tích khu điện thờ: 150 m 2

Cosϕ = 0,85

Trang 9

P P

3,21,53,75400

3,2.0,8512,6.0,75

1,5.0,853,75.0,85

++++

++

Chùa Tường Quang: Tổng diện tích: S = 468 m 2

Trong đó: Diện tích khu điện thờ: 100m 2

Trang 10

Cosϕ = 0,85

Trang 11

P P

12,6.0,751,5.0,85

5.0,85

+++

++

Trang 12

Lấy toàn trường Cosϕ = 0,85

Trang 13

P P

12,6.0,75

2,3.0,85

++

Trang 14

Công suất tác dụng Ptt (kw)

Hệ số công suất Cos φ

Trang 15

9 Thôn Lâm Lộc Nam 460 391 0.85

Phương án cung cấp điện đạt được yêu cầu cung cấp điện là:

- Đảm bảo chất lượng điện năng tức là đảm bảo được tần số và điện áp trong phạm

vi cho phép

- Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện sao cho phù hợp với yêu cầu phụ tải

- Thuận tiện trong quá trình lắp ráp và sửa chữa

- Đạt được các chỉ tiêu về kinh tế

3.2 Các phương án cung cấp điện

3.2.1 Nguồn điện: lấy từ đường dây 35 kV đang cấp điện cho Xã Tịnh Ấn Tây

3.2.2 Chọn cấp điện áp: dựa theo công thức kinh nghiệm của Zalesski:

) 015 , 0 1 , 0

P

U = +

Trong đó:

P – công suất truyền tải, kW

L – khoảng cách truyền tải, km

) ( 4 , 24 ) 15 015 0 1 0 ( 5 , 3753 )

015 , 0

Trang 16

Vậy chọn theo cấp điện áp hiện có là 35kV

3.2.3 Chọn số lượng và dung lượng của Trạm biến áp

Xã Tịnh Hà là một xã nông nghiệp, phần lớn phụ tải là các hộ gia đình nên thuộc vàophụ tải loại 3, tiến hành chọn như sau :

Mỗi thôn đặt một trạm biến áp, trong mỗi trạm đặt một máy biến áp, công suất từngmáy chọn theo công thức:

Công suất máy biến áp Sđm (kva)

Điện áp (kv)

(W) (W)

Un%

35/0.4 920

Trang 17

P x

i i

P

P y

xi , yi - Tọa độ của điểm tải thứ i;

Pi - Công suất của điểm tải i;

X , Y - Tọa độ của trạm biến áp

Nhưng vì phụ tải phân bố không đồng điều, và việc xác định tọa độ của phụ tải gặpnhiều khó khăn, nên đặt trạm biến áp tai nơi có mật độ phụ tải lớn nhất tại mỗi thôn

3.2.7 Các phương án cung cấp điện

Phương án 1:

Trang 18

Xây dựng đường dây 35 kV đi dọc tỉnh lộ 623, trích điện từ đường dây tại điểm B cấp cho các thôn, Thọ Lộc Đông, Thọ Lộc Tây, Trường Xuân Tại điểm C cấp điện cho cácthôn Thọ Lộc Bắc, Hà Nhai Nam, Hà Nhai Bắc Tại điểm D cấp điện cho thôn Ngân Giang, Hà Trung, Lâm Lộc Bắc.Tại điểm E cấp điện cho thôn Hà Tây, Lâm Lộc Nam

Phương án 2:

Xây dựng đường dây 35 kV đi dọc tỉnh lộ 623, trích điện từ đường dây này đến trạm biến áp của các thôn như sau: tại điểm B cấp cho thôn Hà Nhai Bắc, Hà Nhai Nam, Thọ Lộc Đông, Trường Xuân Tại điểm C cấp cho Thọ Lộc Bắc, Thọ Lộc Tây Tại điểm D cấp cho thôn Hà Trung, Ngân Giang Tại điểm E cấp cho thôn Lâm Lộc Bắc, Lâm Lộc Nam, Hà Tây

3.2.8 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu Đặt vấn đề:

Về tính kỹ thuật: hai phương án gần như tương đương về mặt kỹ thuật, điều sử dụng

dạng sơ đồ trục chính Loại sơ đồ thích hợp nhất cho phụ tải loại 3

Về tính kinh tế: chỉ so sánh chi phí xây dựng đường dây vì dung lượng và vị trí trạm

biến áp từng thôn của hai phương án điều giống nhau

Tính toán chi tiết phương án 1

Phương pháp chọn dây dẫn

Đối với mạng điện có Tmax nhỏ như mạng nông thôn thì thành phần vốn đầu tư cho dây dẫn chiếm tỷ trọng lớn hơn thành phần tổn thất điện năng trong hàm chi phí tính toán Vì vậy đối với mạng này tiết diện được chọn sao cho phí tổn về kim loại màu ít

nhất Nên chọn tiết diện dây dẫn theo chi phí kim loại màu ít nhất và thỏa mãn điều kiên sụt áp cho phép

Tổn thất điện áp cho phép 5%

Chọn Xo = 0.35 Ω/km Chọn dây nhôm với γ =31,7.10− 3(mm2 /km)

i QiL Udm

Trang 19

(

480

)284262221277230209184140183141243(

*5)221262

*13

*2847

*221)277230209184140183141

*65,1

*2775,2

*2305,0

*209)184140183141

*515

*1405,2

*183)243141(

*86

*1416

*243

++

+

++

+++++++

+

++

+++++

+

++

+

=

∆

)(1270''

Pk

1

'

*5358388

*13

*458421

373338221292296228

391

*

7

373421

*65,1

*4215

,2

*3735

,0

*338221

292296228

*2215

,2

*296391

228

*8228

*6391

*6(1270

++

+

+++

++++++++

+

++

+++++

+

++

*5358388

*13

*458421

373338221292296228

391

*

7

373421

*65,1

*4215

,2

*3735

,0

*338221

292296228

*2215

,2

*296391

228

*8228

*6391

*6(1270

++

+

+++

++++++++

+

++

+++++

+

++

+

−

Trang 20

*13

*458421

373338221292296228

391

*

7

373421

*65,1

*4215

,2

*3735

,0

*338221

292296228

*2215

,2

*296391

228

*8228

*6391

*6(1270

++

+

+++

++++++++

+

++

+++++

+

++

+

−

Tính tương tự cho các đoạn còn lại

ĐOẠN CHIỀU DÀI

TIẾT DIỆN

MA HIỆU

Giá x 10^5 Tiền x10^5 TÍNH TOÁN CHỌN

Trang 21

B1 - B3 7 31 35 0.83 0.35 AC-35 85 595

Chọn dây nhôm do hãng LENS (Pháp) chế tạo, trang 296 bảng tra

Kiểm tra tổn thất điện áp toàn mạng

36,0

*)284262221277230209184140183141

*)221262284(

*635,0

*)262284(

*134,0

*3

*28435

*)277230209184140183141243(

*736,0

*)230277(

*634

*5,2

*23035,0

*5,0

*20934,0

*)184140183141243(

*436,0

*)

*15

*14036,0

*5,2

*18334,0

*)243141(

*834,0

*6

*14135

*5

*)458388358421373338296292221228391(3

*7

*35857,0

*1

*)458388(43,0

*6

*)388358458(3,0

*7

*5,2

*37383,0

*5,1

*42157,0

*6

*5,0

*33843,0

*4

*)221292296228391(83,0

*296

*5,218

*5

*)221292(57.0

*8

*)391228(83,0

*6

*39118,1

*6

*228

=

=+

+++++++++

+

++

+

++

+++++++

++

++++

+

++

+

+++++++++++

++

+++

++

+

++++++++

++

++++++

++

=

+

=

∆

Trang 22

Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mản yêu cầu về độ sụt áp

Tổn thất công suất tác dụng

)(10

2

kw R

S: công suất truyền tải (kva)

U: điện áp truyền tải (kv)

R: điện trở tác dụng (Ω)

Tổn thất trên đoạn cáp E – E1

Cáp có ro = 1.18 Ω/km, L = 6 km  R = ro.L = 7,08 (Ω)

)(42,010

*08,735

26810

2

2 3

2

kw R

U

S

Tính tương tự cho các đoạn cáp còn lai:

ĐOẠN CHIỀU DÀI Ro R Stt ∆P

Trang 23

Tính toán chi tiết phương án 2

Chọn dây dẫn cho phương án 2

Tổn thất điện áp cho phép 5%

Chọn Xo = 0.35 Ω/km

Chọn dây nhôm với γ =31,7.10−3(mm2 /km)

i QiL Udm

141

(

7

*)221262(2

*262

*2774

*2305

*)284209184183243140

141

(

10

*2847

*2098

*)184183243140141

*)243140141(5

*1415

*)243140(6

*24316

*140

+

++

+

++

+++++

+

++

+++++

+

++

+++

=

∆

)(1236''

Pk

1

'

γ

Tính tiết diện dây dẫn cho đoạn F-F1

Chọn cáp cho nhánh F – F1

Trang 24

F(F – F1) =

)(1,423

*388358421373458

338391228221292

296

7

*3883582

*3888

*35811

*4213733

*4214

*

373

5

*4583383912282212922967

*2969

*2927

*228391

221

5

*2285

*)391221(6

*391221

*16(1236

++++++++++

+

++

+

+++++++

++

+

++

−

Chọn cáp cho nhánh F-F2

F(F – F2) =

)(6,313

*388358421373458

338391228221292

296

7

*3883582

*3888

*35811

*4213733

*4214

*

373

5

*4583383912282212922967

*2969

*2927

*228391

221

5

*2285

*)391221(6

*391221

*16(1236

++++++++++

+

++

+

+++++++

++

+

++

−

Chọn cáp cho nhánh E-F

F(E – F)=

)(7.523

*388358421373458

338391228221292

296

7

*3883582

*3888

*35811

*4213733

*4214

*

373

5

*4583383912282212922967

*2969

*2927

*228391

221

5

*2285

*)391221(6

*391221

*16(1236

++++++++++

+

++

+

+++++++

++

+

++

+

−

Trang 25

Tính tương tự cho các đoạn còn lại

ĐOẠN CHIỀU DÀI

TIẾT DIỆN

MÃ HIỆU

Giá x 10^5 Tiềnx10^5 TÍNH TOÁN CHỌN

Trang 26

Kiểm tra tổn thất điện áp toàn mạng

34,0

*3

*)262221284183141243140184209230

277

(

35

36,0

*11

*)277230(35,0

*3

*27735,0

*4

*23035,0

*7

*)

262

9221

35

36,0

*2

*26234,0

*8

*22135,0

*5

*)284209183184243141140(36

*9

*18435,0

*7

*)140243141(36,0

*5

*14134,0

*5

*)140243(34

*16

*14019,0

*3

*)388358458296228391421373338292

221

(

35

43,0

*11

*)373421(57,0

*3

*42157.0

*4

*37343,0

*7

*)358388(57

*8

*35824,0

*5

*)391228296221292338458(57,0

*10

*45857

*8

*)296292228391221(57,0

*7

*29657,0

*9

*29243,0

*7

*)391221

228

(

35

83,0

*5

*22843,0

*5

*)391221(57,0

*6

*39183,0

*16

*221

=

=+

+++++++++

+

++

+

++

++++++++

++

+++

++

++++++++

+

+++

++

+++++++

+

++++++

++

+

++

Trang 27

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây

ĐOẠN CHIỀU DÀI Ro R Stt ∆P

V - vốn đầu tư xây dựng đường dây ( ở đây chỉ tính đến tiền mua dây dẫn)

atc - hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu quả vốn đầu tư, xác định theo biểu thức:

1)1(

)1(

−+

Th – tuổi thọ của công trình, năm

i – hệ số chiết khấu, được xác định phụ thuộc vào lãi suất sản xuất, tỷ lệ lạm phát vàlãi suất ngân hàng, đối với ngành điện thường lấy i = 0,1÷0,2;

τ – thời gian hao tổn cực đại, xác định phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cựcđại, h:

τ = (0,124+TM.10-4)2.8760 h

T – thời gian sử dụng công suất cực đại, h

Trang 28

20

=

−+

+

=

tc a

Trang 29

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT

4.1 Tính toán ngắn mạch để lựa chọn và kiểm tra thiết bị cao áp

Theo số liệu của chi nhánh điện cung cấp, trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho tất cả các xã trong huyện, công suất máy cắt đầu nguồn là Sc = 2500MVA Trong đó

có nhánh cung cấp cho xã Tịnh Ấn Tây và xã Tịnh Hà Đường dây đi qua xã Tịnh Ấn Tây đến xã Tịnh Hà dài 15 km, loại dây nhôm lỏi thép AC - 185

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch đính kèm đồ án

Sc

Utb

Tính tổng trở của các đoạn dây

Đoạn từ máy cắt đầu nguồn đến điểm A

ZMC-A = ro.l1 + Xo l1 = 0,15.15 + 0,34.15 = 2,25 + J5,1 Ω

Tính tương tự cho các đoạn còn lại:

Trang 30

2)((R MC−A+R A−B+R B−B1+R B1 −B2+R B2 −B4 + X H+X MC−A+X A−B+X B−B1+X B1 −B2+X B2 −B4

Trang 31

4.2 Lựa chọn thiết bị phía trung áp

4.2.1 Chọn máy cắt tại điểm A

4442

qđ In

01.0.52,3

1680

Trang 32

qđ In

01.0.72,1

4442

Iđm.đ≥ IXK = IXK12 = 8,9 KA

nh đm

qđ In

01.0.52,3

1680

Iđm.đ≥ IXK = IXK12 = 4,4 KA

nh đm

qđ In

01.0.72,1

539

Điện áp của mạng điện: Umạng = 35 KV

Trạm biến áp có dòng điện xung kích lớn nhất: IXK2 = 2.1,8.1,8=4,58KA

Chọn cầu chì tự rơi thỏa mản các điều kiện trên:

Bảng chọn các thiết bị cao áp

Trang 33

4.2.6 Chọn thiết bị chống sét van:

Chọn dùng loại AZLP – 35 do hãng COOPER (Mỹ) sản xuất

Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp cấp điện cho Xã đính kèm đồ án

4.3 Thiết kế cấp điện cho các thôn

Thôn Thọ Lộc Bắc:

Thôn Thọ Lộc Bắc có 6 xóm, mỗi xóm có 56 hộ dân Riêng xóm 6 còn có một trường mẫu giáo Trạm biến áp ở giữa thôn

Chi tiết như sau: trong tủ phân phối của trạm biến áp đặt một CB tổng và 6 CB

nhánh, mỗi nhánh cấp điện cho một xóm Chiều dài trung bình mỗi xóm là 200m, dựng 5 cột điện cho mỗi xóm, khoảng cách mỗi cột là 40 m Trên mỗi cột điện đặt mộthòm 11 công tơ, riêng cột cuối đặt 12 công tơ( cấp điện cho trường mẫu giáo) Mỗi công tơ cấp điện cho một hộ Tại mỗi công tơ đặt một CB Vì trường mẫu giáo là phụ tải có công suất tiêu thụ nhỏ nên xem như một hộ gia đình

,4

100.603100

Uđm CB = 400 V

Chọn CB nhánh (6 CB)

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	1,42 MB