Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Khu Nhà Vườn Cồn Khương

Phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất và để chọn các thiết bịđiện, chọn dây dẫn và dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế.. Tagọi nhq là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU

NHÀ VƯỜN CỒN KHƯƠNG

MSSV: 1064147 Ngành Kỹ Thuật Điện - Khoá 32

Tháng 11/2010

Trang 2

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Năm học: 2010 – 2011

1 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Đinh Mạnh Tiến

2 Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho khu nhà vườn Cồn Khương

3 Địa điểm thực hiện: Bộ môn Kỹ Thuật Điện- Khoa Công Nghệ- ĐH CầnThơ

4 Thời gian thực hiện: 15 tuần

5 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Khánh

MSSV: 1064147Lớp: Kỹ thuật điệnKhóa: 32

6 Mục đích của đề tài: Nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho khu dân cư,chọn ra phương án cung cấp điện tối ưu nhất, dễ vận hành và bảo trì

7 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Kinh phí thực hiện đề tài

8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Đinh Mạnh Tiến

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Khánh (MSSV: 164147)

Lớp kỹ thuật điện _ khóa 32

4 Nội dung nhận xét:

Cần Thơ, ngày 03 tháng 12 năm 2010

Cán bộ hướng dẫn

Đinh Mạnh Tiến

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

5 Họ và tên cán bộ phản biện: Phan Trọng Nghĩa

Cán bộ phản biện

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

9 Họ và tên cán bộ phản biện: Nguyễn Hào Nhán

Cán bộ phản biện

Nguyễn Hào Nhán

Trang 6

ngoài sự cố gắng của bản thân còn được sự giúp đở tận tình của quý thầy cô, bạn bè,các anh chị em… đã động viên, tận tình giúp đở trong suôt thời gia em thực hiện đềtài.

Em xin cám ơn các anh, các chị của ban quản lý dự án khu nhà vườn CồnKhương đã tạo điều kiện cho em thực hiện công trình này Em xin cám ơn các thầy

cô bộ môn Kỹ Thuật Điện – Đại học Cần Thơ đã truyền đạt kiến thức cho em vàgiúp đỡ em trong việc thực hiện đề tài này

Đặc biệt, là em xin chân thành cám ơn thầy Đinh Mạnh Tiến đã rất tận tìnhhướng dẫn, truyền đạt những kiến thức thực tế quý báo và giúp đỡ em để thực hiệnđược đề tài này hoàn thành đúng thời hạn

Cuối cùng em xin cám ơn bạn bè, tập thể lớp KTĐ – k32 đã giúp đỡ emtrong việc tra cứu và tìm tài liệu để thực hiện đề tài và đã ủng hộ em trong suốt thờigian qua

Em xin chân thành cám ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Khánh

Trang 7

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển đất nước thì nhucầu dùng điện trở thành vấn đề rất quan trọng, cả trong công nghiệp lẫn dân dụng,việc hình thành nhiều khu dân cư đã trở thành một nhu cầu tất yếu khi dân số ngàycàng tăng, vì vậy việc cung cấp điện cho khu vực khu nhà vườn Cồn Khương thànhphố Cần Thơ có ý nghĩa rất quan trọng nhằm đảm đảm bảo điều kiện sống tốt hơncho người dân nơi đây Nhận biết được vấn đề này, nên tôi đã chọn về đề tài cungcấp điện để làm đề tài luận văn tốt nghiệp.

Việc cung cấp điện một cách hợp lý sẽ dẫn đến chất lượng điện năng đượctốt hơn, sẽ giảm được chi phí đầu tư, xây dựng hệ thống, chi phí vận hành và tổnthất điện năng, thuận tiện cho việc sửa chữa…

Quá trình làm luận văn sẽ giúp tôi ứng dụng những kiến thức trong quá trìnhhọc để ứng dụng vào thực tiễn

Tuy nhiên, do đây là lần đầu tiên thực hiện đề tài và kinh nghiệm thực tếchưa có, nên luận văn không tránh khỏi sai sót kính mong thầy hướng dẫn và cácthầy trong bộ môn đóng góp ý kiến để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn

Trang 8

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trang 9

TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO KHU DÂN CƯ

Trang 10

DỰ TOÁN CHÍ PHÍ

CÔNG TRÌNH

Trang 11

PHẦN MỘT : CƠ SỞ TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1

1.1 Mục đích xác định phụ tải 1

1.2 Đồ thị phụ tải điện 1

1.3 Các đại lượng và hệ số tính toán .1

1.3.1 Công suất đặt Pđ .1

1.3.2 Công suất định mức Pđm 2

1.3.3 Phụ tải trung bình Ptb(công suất, dòng điện) 2

1.3.4 Phụ tải cực đại Pmaxvà phụ tải đỉnh nhọn Pđnh .2

1.3.5 Phụ tải tính toán Ptt 2

1.3.6 Hệ số sử dụng ksd .3

1.3.7 Hệ số phụ tải kpt 3

1.3.8 Hệ số cực đại kmax1 .3

1.3.9 Hệ số nhu cầu knc1 .3

1.3.10.Hệ số đồng thời kđt .4

1.3.11.Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả nhq .4

1.4 Xác định phụ tải tính toán .4

1.4.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm 4

1.4.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất 5

1.4.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Knc 5

1.4.4 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời 5

CHƯƠNG 2 TRẠM BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT DỰ PHÒNG 7

2.1 Giới thiệu 7

2.2 Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm biến áp 7

2.2.1 Vị trí của trạm biến áp 7

2.2.2 Số lượng và công suất của máy biến áp trong trạm .8

2.3 Sơ đồ nối dây của trạm biến áp .9

2.3.1 Sơ đồ nối dây của trạm một máy biến áp 10

2.3.2 Sơ đồ nối dây của trạm hai máy biến áp .10

2.4 Chọn máy phát dự phòng .11

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG 12

3.1 Đặt vấn đề .12

3.2 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện và các phần có dòng điện chạy qua 12 3.2.1 Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài 12

3.2.2 Các điều kiện kiểm tra khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện theo dòng điện ngắn mạch 13

Trang 12

3.6 Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn 16

3.6.1 Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế .16

3.6.2 Tiết diện thanh dẫn chọn theo điều kiện phát nóng .16

3.6.3 Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động .16

3.7 Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp và dây dẫn 18

3.7.1 Lựa chọn tiết diện cáp và dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt 18

3.7.2 Lựa chọn tiết diện cáp và dây dẫn theo điều kiện phát nóng .18

3.7.3 Lựa chọn cáp và dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 19

CHƯƠNG 4 TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP 21

4.1 Khái niệm .21

4.2 Tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biến áp 21

4.2.1 Tổn thất công suất trên đường dây 21

4.2.2 Tổn thất công suất trong MBA .22

4.3 Tổn thất điện áp trên đường dây .22

4.3.1 Tổn thất điện áp trên đường dây ba pha có một phụ tải tập trung .22

4.3.2 Tổn thất điện áp trên đường dây ba pha có nhiều phụ tải tập trung 23

4.3.3 Tổn thất điện áp trên đường dây ba pha có phụ tải phân bố đều .23

4.3.4 Tổn thất điện áp trong mạng chiếu sáng .23

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG 25

CUNG CẤP ĐIỆN 25

5.1 Khái niệm chung .25

5.2 Phương pháp tính toán dòng điện ngắn mạch trong mạng điện cao áp .25

5.3 Trị số INvà ixkđược dùng để kiểm tra khả năng ổn định nhiệt và ổn định Phương pháp tính toán dòng điện ngắn mạch trong mạng điện hạ áp 26

5.3.1 Điện trở và điện kháng của máy biến áp 26

5.3.2 Điện trở và điện kháng đường dây hạ áp .27

5.3.3 Điện trở và điện kháng của các thành phần khác 27

5.3.4 Dòng điên ngắn mạch và dòng điện xung kích 27

CHƯƠNG 6 TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ 29

CÔNG SUẤT COS 29

6.1 Đặt vấn đề .29

6.2 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos 29

6.3 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos .30

6.3.1 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên 30 6.3.2 Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cos.31

Trang 13

7.2 Nối đất 36

7.2.1 Khái niệm .37

7.2.2 Tính toán nối đất .37

7.2.3 Các hệ thống nối đất trong mạng hạ áp theo tiêu chuẩn IEC 38

CHƯƠNG 8 TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO KHU NHÀ VƯỜN CỒN KHƯƠNG THÀNH PHỐ CẦN THƠ 39

8.1 Giới thiệu tổng quan về khu nhà vườn Cồn Khương 39

8.2 Tính toán phụ tải cho khu nhà vườn Cồn Khương .40

8.2.1 Phụ tải của một hộ gia đình 40

8.2.2 Phụ tải của trung tâm vui chơi giải trí, TDTT 42

8.2.3 Phụ tải chiếu sáng đường nội bộ .43

8.2.4 Tính toán phụ tải điện cho từng nhóm và tính phụ tải tổng cho khu nhà vườn Cồn Khương 48

8.3 Chọn máy biến áp cho trạm .51

8.3.1 Vị trí, số lượng, và dung lượng của máy biến áp 51

8.3.2 Phương án xây dựng trạm biến áp 52

8.4 Chọn máy phát dự phòng cho khu nhà vườn Cồn Khương 55

8.5 Tính toán lựa chọn cáp dẫn và thiết bị điện .55

8.5.1 Lựa chọn và kiểm tra điều kiện cáp phía cao áp .55

8.5.2 Lựa chọn và kiểm tra cáp từ phía hạ áp máy biến áp đến tủ phân phối chính 61

8.5.3 Lựa chọn cáp và kiểm tra cáp đến từ tủ phân phối chính TBA đến các tủ phân phối dọc tuyến của các nhóm .63

8.5.4 Lựa chọn cáp từ tủ phân phối dọc tuyến của các dãy đến các hộ tiêu thụ 71

8.5.5 Lựa chọn và kiểm tra cáp chiếu sáng đường nội bộ nhóm 2 và nhóm 3 74

8.5.6 Lựa chọn ống luồng cáp ngầm cho toàn bộ khu dân cư .75

8.5.7 Lựa chọn và kiểm tra thanh góp 76

8.5.8 Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly, cầu chì, aptômat bảo vệ cho khu dân cư Cồn Khương 79

8.5.9 Lựa chọn máy biến dòng, máy biến điện áp và chống sét van .88

8.6 Tính tổn thất công suất cho mạng điện khu dân cư .89

8.6.1 Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp 89

8.6.2 Tính toán tổn thất công suất và điện áp trên đường dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính .90

8.6.3 Tổn thất công suất và điện áp từ tủ phân phối chính đi qua các tủ phân phối dọc tuyến của từng dãy của các nhóm .91

8.6.4 Tổn thất công suất từ tủ phân phối dọc tuyến đến từng hộ cụ thể .95

8.6.5 Tính toán tổn thất điện năng cho toàn khu dân cư .96

8.7 Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện cho khu dân cư .97

Trang 14

8.8.1 Tính toán nối đất cho TBA 1008.8.2 Tính toán nối đất an toàn cho các tủ phân phối .103

PHẦN BA : DỰ TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ CÔNG TRÌNH

Trang 15

Bảng 3.3 Các điều kiện để chọn và kiểm tra cầu chì 15

Bảng 6.1 Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện 29

Bảng 7.1 Các gí trị tiêu chuẩn ánh sáng 35

Bảng 8.1 Danh sách thiết bị dùng điện của hộ gia đình 41

Bảng 8.3 Kích thước đường nội bộ .43

Bảng 8.4 Phụ tải hộ dân nhóm 1 48

Bảng 8.6 Phụ tải chiếu sáng đường nội bộ nhóm 2 49

Bảng 8.8 Phụ tải chiếu sáng đường nội bộ nhóm 3 50

Bảng 8.10 Công suất tính toán các nhóm 52

Bảng 8.11 Thông số của máy biến áp .52

Bảng 8.12 Tổn thất điện năng A hàng năm của 4 nhóm 53

Bảng 8.13 Chi phí tổn thất vận hành của 4 nhóm 54

Bảng 8.14 Vốn đầu tư ban đầu của mổi nhóm 54

Bảng 8.15 Kết quả tính toán tiết kiệm 54

Bảng 8.16 Thông số kỹ thuật cáp XLPE (3x35) 56

Bảng 8.19 Thông số kỹ thuật của cáp XLPE (1x300) 62

Bảng 8.20 Thông số kỹ thuật của cáp XLPE (3x240 +1x120) 65

Bảng 8.23 Thông số kỹ thuật của cáp XLPE (3x120 +1x70 67

Bảng 8.30 Thông số kỹ thuật của cáp XLPE (3x120 + 1x70) 71

Bảng 8.32 Thông số kỹ thuật của cáp XLPE (2x35) 72

Bảng 8.36 Công suất và số bộ đèn nhóm 2 75

Trang 16

Bảng 8.40 Thông số kỹ thuật của thanh góp đồng M(25x3) 77

Bảng 8.45 Thông số kỹ thuật của DCL 80

Bảng 8.46 Thông số kỹ thuật của cầu chì tự rơi .80

Bảng 8.47 Thông số kỹ thuật của cầu chì ống 81

Bảng 8.48 Thông số kỹ thuật của áptômát NF1000-SEW 81

Bảng 8.49 Thông số kỹ thuật các áptomat của các nhánh tủ phân phối chính 82

Bảng 8.50 Thông số kỹ thuật của các loại áptômát của các tủ phân phối dọc tuyến dãy A .82

Bảng 8.51Thông số kỹ thuật của áptômát NF1000-SEW 83

Bảng 8.53 Thông số kỹ thuật của các loại áptômát của các tủ phân phối dọc dọc tuyến dãy B 84

Bảng 8.54 Thông số kỹ thuật áptomat tổng tủ chiếu sáng 84

Bảng 8.55 Thông số kỹ thuật áptomat nhánh tủ chiếu sáng 84

Bảng 8.57 Thông số kỹ thuật của các loại áptômát các nhánh của tủ phân phối chính .85 Bảng 8.58 Thông số kỹ thuật của các loại áptômát của các tủ phân phối dọc tuyến dãy C .86

Bảng 8.59 Thông số kỹ thuật áptomat tổng tủ chiếu sáng 86

Bảng 8.60 Thông số kỹ thuật áptomat nhánh tủ chiếu sáng 86

Bảng 8.63 Thông số kỹ thuật của các loại áptômát của các tủ phân phối dọc tuyến dãy D 87

Bảng 8.64 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng 4MA74 88

Bảng 8.65 Thông số của biến điện áp 4MR22 89

Bảng 8.66 Thông số kỹ thuật của chống sét van 3EG4 89

Bảng 8.67 Tổn thất công suất trong máy biến áp của nhóm 2, 3 và 4 90

Bảng 8.68 Tổn thất điện áp, công suất trên đường dây từ TBA đến TPPC 91

Bảng 8.69 Tổn thất công suất và điện áp trên từng đoạn cáp của tủ phân phối dọc tuyến của dãy A 91 Bảng 8.70 Tổn thất công suất và điện áp trên từng đoạn cáp của tủ phân phối dọc tuyến

Trang 17

của dãy D 94Bảng 8.73 Dung lượng công suất phản kháng cần bù 98Bảng 8.74 Thông số kỹ thuật của tụ điện bù DLE – 3H150K6T 99

Trang 18

Hình 8.1 Bộ đèn SRS 201 Philips .44

Hình 8.2 Đồ thị tra hệ số sử dụng bộ đèn SRS 201 45

Hình 8.3 Máy biến áp THIBIDI công suất 630 [kVA] 55

Hình 8.4 Cáp ngầm trung thế có tiết diện 35 mm2 56

Hình 8.5 Sơ đồ thay thế của hệ thống cung cấp điện cho TBA1 58

Hình 8.6 Sơ đồ thay thế ngắn mạch 58

Hình 8.7 Sơ đồ của hệ thống cung cấp điện cho TBA1 62

Hình 8.8 Sơ đồ thay thế của tổng trở ngắn mạch 62

Hình 8.9 Cáp ngầm hạ áp 4 lõi ( 3 dây pha và 1 trung tính) 64

Hình 8.108 Sơ đồ mắc bóng đèn phóng điện tại tủ phân phối chính .100

Hình 8.11 Mạch điều khiển đóng cắt tụ bù 100

Hình 8.12 Kết cấu hệ thống cọc nối đất trạm biến áp 102

Hình 8.13 Sơ đồ mặt bằng của hệ thống nối đất của TBA 102

Trang 19

CHƯƠNG 1 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1 Mục đích xác định phụ tải.

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phảixác định được nhu cầu điện của công trình đó Tùy theo quy mô của công trình mànhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về saunày Do đó xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dàihạn của công trình Như vậy tải tính toán là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấpđiện

Phụ tải điện phụ thuộc rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tảitính toán là một việc rất khó khăn và cũng rất quan trọng Vì nếu phụ tải tính toánđược xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị, gây cháy nổ

và nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bịđược chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí

Hiện nay có nhiều phương pháp dựa trên cơ sở khoa học để tính toán phụ tảiđiện Về lý thuyết và thực tế cũng không yêu cầu xác định phụ tải điện với độ chínhxác cao Bởi vậy trong thực tế, khi đơn giản hóa công thức tính để xác định phụ tảiđiện, cho phép sai số 10%

c) Đồ thị phụ tải hàng năm: Căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một

ngày của mỗi mùa mà ta có thể vẽ được đồ thị phụ tải hàng năm

1.3 Các đại lượng và hệ số tính toán.

1.3.1 Công suất đặt P đ

a) Đối với thiết bị chiếu sáng: công suất đặt là công suất tương ứng với số

ghi trên đế hay ở đầu đèn

b) Đối với động cơ điện: làm việc ở chế độ ngắn hạn lập lại, công suất

định mức tính toán phải qui đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn,tức là qui đổi theo hệ số tiếp điện% =100%

Công thức qui đổi như sau:

Trang 20

đm đm

' đm

P  Trong đó: '

đm

P - Công suất định mức đã qui đổi về chế độ làm việc dài hạn,

Pđm,đmcác tham số của máy

1.3.2 Công suất định mức P đm

Công suất định mức Pđm của một thiết bị là công suất ghi trên nhãn hiệu máyhay ghi trong lý lịch máy Đối với động cơ công suất đầu vào động cơ gọi là côngsuất đặt ( Pđ)

đc đ

đm P η

P 

Trong đó:đclà hiệu suất định mức của động cơ Vìđc = 0.80.95 khá cao,nên cho phép lấy PđPdm

1.3.3 Phụ tải trung bình P tb (công suất, dòng điện).

Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thờigian nào đó Phụ tải trung bình của các hộ tiêu thụ điện năng cho ta căn cứ để đánhgiá gần đúng giới hạn dưới của phụ tải tính toán

Phụ tải trung bình sau một khoảng thời gian bất kỳ:

;t

A

Với Ap, AQ- Điện năng tiêu thụ trong thời gian khảo sát, kWh, kVAr

t- Thời gian khảo sát

Đối với một nhóm thiết bị:

1.3.4 Phụ tải cực đại P max và phụ tải đỉnh nhọn P đnh

a) Phụ tải cực đại P max:Là phụ tải trung bình lớn nhất trong khoảng thờigian tương đối ngắn

Phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất và để chọn các thiết bịđiện, chọn dây dẫn và dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế

b) Phụ tải đỉnh nhọn P đnh: Là phụ tải xuất hiện trong thời gian ngắn 12giây, nên còn gọi là phụ tải tức thời Phụ tải này dùng để kiểm tra điều kiện khởiđộng cơ, chọn cầu chì và dòng khởi động rơle bảo vệ

1.3.5 Phụ tải tính toán P tt

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi của các phần tử trong

Trang 21

1.3.6 Hệ số sử dụng k sd

Hệ số sử dụng ksdlà tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất địnhmức trong một khoảng thời gian xem xét (giờ, ca, hoặc ngày đêm…) Thời gianxem xét này được gọi là một chu kỳ xem xét tck

Đối với một thiết bị :

i tbisd

P

P k

Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng được tính theo công thức sau:

) t

t (t P

t P

t P t P k

n 2 1 đm

n n 2 2 1 1

thucte

P P

P

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

ksdvà hàng loạt các yếu tố đặc trưng khác cho chế độ làm việc của các thiết bị điệntrong nhóm

Thực tế, người ta tính kmax theo đường cong kmax=f(ksd,nhq) hoặc có thể sửdụng bảng tra kmax

1.3.9 Hệ số nhu cầu k nc1.

Hệ số nhu cầu là tỷ số giữa công suất tính toán (trong điều kiện thiết kế )hoặc công suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành ) với công suất đặt (công suấtđịnh mức ) của nhóm hộ tiêu thụ:

sd max tb đm

tb tt đm

tt

P P

P P P

P

Hệ số nhu cầu thường tính cho phụ tải tác dụng Đối với chiếu sáng knc=0,8

Trang 22

1.3.10 Hệ số đồng thời k đt

Hệ số đồng thời là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nútkhảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cựcđại của các nhóm hộ tiêu thụ tại nút đó, tức là:

P k

Đối với đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện trong xí nghiệp ta lấygần đúng kđt=0,851,0

Đối với thanh cái hạ áp của trạm xí nghiệp và các đường dây tải điện thì

kđt=0,81,0

1.3.11 Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả n hq

Một nhóm gồm có n thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau Tagọi nhq là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm đó, đó là một hệ số quyđổi gồm có nhqthiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạonên tính toán bằng phụ tải thực tiêu thụ bởi n thiết bị tiêu thụ

2 i đm

2 n 1

i đmihq

P

P n

Pđmi - Công suất định mức của thiết bị thứ i

Công thức này chỉ áp dụng khi số thiết bị dùng điện trong nhóm n5

Nếu các nhóm thiết bị có công suất định mức như nhau thì:

2 đmi

Mục đích của việc tính toán phụ tải điện:

 Chọn tiết diện dây dẫn của cung cấp và phân phối

 Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

 Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

 Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

1.4.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm.

Trang 23

trên một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một khoảngthời gian.

max

o

tt T

W M

P Trong đó:

M : là số lượng sản phẩm sản xuất ra trong một năm (sản lượng)

Tmax: là thời gian phụ tải lớn nhất,[h]

Wo: là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm,[kWh/đvsp]

1.4.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Công thức tính:

Ptt= po FTrong đó:

F: diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ, [m2]

po: suất phụ tải trên một đơn vị sản xuất là 1 m2, đơn vị [kW/m2]Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng Nó được dùng để tính phụ tảiphân bố tương đối đều

1.4.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu K nc

Phụ tải tính toán của một nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tínhtoán theo công thức:

tt K P P

tt

2 tt tt

Ở đây, ta lấy Pđ= Pđmthì ta được:

PTrong đó:

knc: là hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưngtgφ ứng với cosφ, đặc trưng cho nhóm thiết bị

1.4.4 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời.

Phương pháp này thường được áp dụng đối với phụ tải sinh hoạt

tt k P P

Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện (phân xưởng, toànhà, xí nghiệp) được xác định bằng tổng phụ tải tính toán của các nhóm thiết bị nốiđến nút này, có kể đến hệ số đồng thời:

Trang 24

2 n 1

i tti

2 n 1

i ttiđt





n 1

i tti

Q : tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm thiết bị

Kđt: hệ số đồng thời Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện nên nó

là phương pháp thường dung, nhược điểm là kém chính xác

- 

Trang 25

-CHƯƠNG 2 TRẠM BIẾN ÁP VÀ MÁY PHÁT DỰ PHÒNG

2.1 Giới thiệu.

Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang điện ápkhác Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện Tùy theo nhiệm

vụ của trạm mà ta chia ra làm 2 loại:

 Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: trạm nàynhận điện từ hệ thống điện có điện áp 35220kV biến đổi thành cấp điện

áp 10kV hay 6kV Có trường hợp cá biệt xuống 0,4kV

 Trạm biến áp phân xưởng: Trạm này nhận điện từ trạm trung gianbiến đổi thành cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng.Phía sơ cấp thường là 10kV, 6kV hoặc 15kV hoặc 30kV, còn phía thứcấp có các loại điện áp 220/127V, 380/220V hoặc 660V

Về phương diện cấu trúc, người ta chia trạm biến áp ra làm hai loại: Trạmbiến áp ngoài trời và trạm biến áp trong nhà

2.2 Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm biến áp.

Khi chọn vị trí, số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánhđiều kiện kinh tế kỹ thuật

2.2.1 Vị trí của trạm biến áp.

Vị trí đặt của trạm biến áp có thể ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế

kỹ thuật của mạng điện Nếu vị trí của trạm đặt qua xa phụ tải thì có thể dẫn đếnchất lượng điện bị giảm làm tăng tổn thất

Nhìn chung, vị trí của trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:

 Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cấp điện đưa đến

 An toàn, liên tục cung cấp điện

 Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng

 Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành hàng năm bé nhất

Ngoài ra nếu có yêu cầu đặc biệt như có khí ăn mòn, bụi bặm nhiều, môitrường dễ cháy,v.v… cũng cần lưu ý

Nếu phụ tải phân tán, ta xác định vị trí tối ưu của trạm:

Tọa độ tâm phụ tải được coi là vị trí trạm biến áp và được xác định như sau:

x P

y P Y

Trang 26

Trong đó:

X,Y – Tọa độ tâm phụ tải

xi,yi– Tọa độ của điểm tải thứ i

Pi– Công suất của điểm tải thứ i

2.2.2 Số lượng và công suất của máy biến áp trong trạm.

Việc xác định số lượng và công suất máy biến áp phụ thuộc chủ yếu vàomức độ quan trọng của phụ tải (phụ tải loại 1, loại 2, hay loại 3) và mức độ tậptrung hay phân tán của phụ tải

Khi chọn số lượng và công suất của máy biến áp trong trạm phân xưởng, taphải thực hiện sau:

 Xác định số lượng máy biến áp (1 hay 2), nên chọn cùng chủng loạimáy, tùy thuộc vào mức độ đảm bảo yêu cầu của hộ tiêu thụ

 Xác định công suất máy biến áp theo điêu kiện vận hành tối ưu (chiphí vận hành bé nhất), đồng thời cũng chú ý đến việc hạn chế chủng loạimáy biến áp

 Kiểm tra công suất máy biến áp đã được chọn theo quan điểm khảnăng quá tải của máy biến áp còn lại trong trường hợp sự cố một máybiến áp của trạm

 Kiểm tra khả năng đảm nhận khi phụ tải tăng lên theo yêu cầu pháttriển phụ tải trong tương lai

 Kiểm tra xem trị số dòng điện ngắn mạch ở phần điện áp thấp có thíchứng với những đặc điểm của khí cụ điện được bố trí hay không

a) Chọn công suất của máy biến áp theo khả năng quá tải cho phép.

Khả năng quá tải của máy biến áp: Các máy biến áp được tính toán để có thểlàm việc với phụ tải bằng công suất thì tuổi thọ trung bình sẽ đạt định mức (khoảng

2530 năm) Tuy nhiên máy biến áp có thể làm việc ngắn hạn với phụ tải lớn hơncông suất định mức mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy, đó là khả năngquá tải của chúng Sở dĩ máy biến áp có khả năng làm việc quá tải là vì ở chế độlàm việc bình thường hệ số mang tải nhỏ hơn 1 Có hai dạng quá tải là quá tải sự cố

và quá tải chu kỳ:

- Quá tải sự cố: Theo quy trình quy phạm về vận hành trạm biến áp cho phéptrong thời gian sự cố một trong các máy biến áp làm việc song song, máy biến ápcòn lại có thể làm việc quá tải 40% liên tục không quá 6 giờ trong thời gian khôngquá 5 ngày Điều kiện làm việc quá tải của máy biến áp được xác định theo biểuthức:

Trang 27

kqtsc =1,4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời.1,3 đối với máy biến áp đặttrong nhà.

Ssc– Công suất tính toán khi một máy biến áp bị sự cố

SđmB– Công suất định mức của máy biến áp còn lại

- Quá tải chu kỳ: Quá tải chu kỳ của máy biến áp ở giờ cao điểm được xácđịnh do máy làm việc non tải ở các thời điểm khác nhau trong ngày Quá tải chu kỳ

và thời gian quá tải cho phép phụ thuộc vào hệ số điền kính phụ tải, hệ số mang tảitrước đó, nhiệt độ của môi trường xung quanh, hằng số thời gian đốt nóng,…

b) Chọn số lượng máy biến áp.

Số lượng máy biến áp được xác định trên cơ sở bài toán kinh tế kỹ thuật.Thông thường ở các trạm biến áp tiêu thụ thường được chọn từ 1 đến 2 máy Việcchọn số lượng và công suất máy biến áp cần được xét đến không chỉ về kinh tế mà

cả về tính liên tục và độ tin cậy cung cấp điện

Xét về chi phí tính tổn thất hàng năm.

Tổn thất điện năng trong máy biến áp được tính theo được tính theo côngthức sau:

τ.S

S.ΔP.n

1T.ΔP.nA

2 đmBA

max n

0   



Trong đó:

A – Tổn thất điện năng trong máy biến áp hàng năm[kWh/năm]

n- Số lượng máy biến áp đặt trong trạmT- Thời gian làm việc của máy biến áp, chọn thời gian một nămT= 8760 [h]

τ- Thời gian tổn thất công suất cực đại, xác định theo biểu thứcsau:

τ = (0,124 + 10-4.Tmax)2.TĐối với phụ tải là sinh hoạt của các khu đô thị ta chọn Tmax= 4000 [h]

τ = (0,124 + 10-4.4000)2.8760= 2405 [h]

Chi phí tổn thất vận hành tổn thất hàng năm

C =A.βTrong đó:

β- Giá tiền điện 1 kWhChọn β= 650 [đồng/kWh]

So sánh về vốn đầu tư ban đầu.

Vốn đầu tư ban đầu là tiền mua máy biến áp, tiền xây dựng trạm lắp đặt

2.3 Sơ đồ nối dây của trạm biến áp.

Sơ đồ nối dây hợp lý cần thỏa mãn các điều kiện sau:

 Đảm bảo cung cấp điện liên tục

 Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý lúc sự cố

Trang 28

 An toàn trong vận hành và sửa chữa.

 Hợp lý về kinh tế, đảm bảo kỹ thuật

Nhìn chung, trạm phân phối thường được trang bị 1 hay 2 MBA (3 máy rấtít) Nên tùy theo yêu cầu của phụ tải mà ta lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý

2.3.1 Sơ đồ nối dây của trạm một máy biến áp.

Loại trạm biến áp này thường phục vụ cho hộ tiêu thụ loại II và hộ tiêu thụloại III Thông thường thì việc nối dây giữa các máy biến áp với đường dây cungcấp thông qua dao cách ly và máy cắt điện Song trên thực tế, máy cắt điện khá đắttiền và khá phức tạp khi bố trí ở trạm, thêm vào đó khi sử dụng nó cần phải tínhtoán đến ổn định tĩnh và ổn định động trong trường hợp ngắn mạch Vì vậy, người

ta thường sử dụng dao cách ly và cầu chì để thay thế máy cắt điện

6-35 kV

DCL CC MBA CC DCL 0.4/0.23 kV

6-35 kV DCL CC MCPT MBA CC DCL 0.4/0.23 kV

Hình 2.1 Sơ đồ nối dây của trạm biến áp với một máy biến áp

2.3.2 Sơ đồ nối dây của trạm hai máy biến áp.

Trạm biến áp này phù hợp cho tất cả các loại hộ tiêu thụ điện Sơ đồ nối dâycủa nó khác nhau tùy theo số lượng của máy biến áp, tùy mức độ an toàn yêu cầu

Đối với trạm có hai máy biến áp phục vụ, người ta thường dùng sơ đồ vớithanh cái đơn giản trong trường hợp chỉ có một đường dây cung cấp

Trang 29

6-35 kV DCL MC MBA

ATM

6-35 kV DCL MC MBA

ATM 0.4/0.23 kV ATM

6-35 kV 6-35 kV

6-35 kV DCL MC MBA

ATM

6-35 kV DCL MC MBA

ATM 0.4/0.23 kV ATM

xí nghiệp cần phải đặt các nguồn dự phòng có công suất và loại máy cho thích hợp,thường là các máy phát điện như tubin hơi, máy diezen…

Còn đối với phụ tải loại III, phụ tải chủ yếu là phụ tải sinh hoạt nên việc mấtđiện trong thời gian ngắn cho phép để khắc phục, sửa chữa sự cố không gây thiệthại lớn về kinh tế Trường hợp này không cần dùng máy phát dự phòng

- 

Trang 30

-CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN

3.1 Đặt vấn đề.

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

 Chế độ làm việc lâu dài

 Chế độ quá tải ( đối với một số thiết bị điện có thể cho phép quả tảiđến 1,31,4 so với định mức )

Do vậy, khi chọn khí cụ điện phải thỏa mãn điều kiện điện áp sau:

UđmKCĐ+UđmKCĐUđm LĐ+ULĐTrong đó: UđmKCĐ- Điện áp định mức khí cụ điện

UđmKCĐ- Độ tăng điện áp cho phép của khí cụ

Uđm LĐ - Điện áp định mức của lưới điện

ULĐ- Độ lệch điện áp có thể của lưới điện

b) Chọn theo dòng điện định mức.

Khi chọn khí cụ điện theo dòng điện đinh mức sẽ đảm bảo cho các bộ phận

Trang 31

IđmKCĐIlvmaxTrong đó: IđmKCĐ- Dòng định mức của khí cụ điện.

Ilvmax- Dòng làm việc cực đại của đường dây

3.2.2 Các điều kiện kiểm tra khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện theo dòng điện ngắn mạch.

Khi chọn khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện, ta kiểm tra theocác điều kiện sau đây:

a) Kiểm tra ổn định lực điện động :

ImaxIxk hay imaxixkTrong đó: Imax, imax - giá trị hiệu dụng và biên độ của dòng điện cực đạicho phép

Ixk, ixk- giá trị hiệu dụng và biên độ của dòng ngắn mạchxung kích

b) Kiểm tra ổn định nhiệt :

qđ

2 nh đm

2 nh

đm t I t.

Với: Iđmnh- Dòng điện ổn định nhiệt định mức

tđmnh- Thời gian ổn định nhiệt định mức do nhà chế tạo cho



I - Dòng điện ngắn mạch ổn định

tqđ– Thời gian tác động quy đổi của dòng ngắn mạch khi kiểm tra

ổn định nhiệt của khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác, thời gian tác động quyđổi của dòng ngắn mạch được xác định như là tổng thời gian tác động và bảo vệchính đặt tại chỗ máy cắt điện sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắtđiện đó

3.3 Lựa chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải.

Máy cắt phụ tải là một thiết bị đóng cắt đơn giản và rẻ tiền hơn máy cắtđiện Nó gồm hai bộ phận cấu thành: Bộ phận đóng cắt điều khiển bằng tay và cầuchì

Máy cắt phụ tải được chọn theo các điều kiện ở bảng sau:

Bảng 3.1 Chọn máy cắt phụ tảiĐại lượng và kiểm tra Ký hiệu Công thức để lựa chọn và

kiểm traĐiện áp định mức, [kV] UđmMCPT UđmMCPTUđm LĐ

Dòng điện định mức, [A] IđmMCPT IđmMCPTIlvmax

Dòng ổn định lực điện động, [kA] Imax(hay imax) imaxixk hay ImaxIxk

Dòng điện ổn định nhiệt,[A] Iđm.nh

nh đm

qđ nh

.

t I

I  Dòng điện định mức của cầu chì, IđmCC IđmCCIlvmax

Trang 32

Công suất định mức cầu chì[MVA] Sđm cắt CC Sđm cắt CCS”

Chú thích: S”= 3Uđm m.I” với I” là giá trị hiệu dụng ban đầu của thành phầnchu kỳ dòng điện ngắn mạch

3.4 Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly.

Dao cách ly không có bộ phận dập hồ quang nên không cắt được dòng điệnlớn Nếu nhằm lẫn dùng dao cách ly để cắt dòng điện lớn thì có thể phát sinh hồquang gây nguy hiểm Do vậy, dao cách ly chỉ dùng để đóng, cắt khi không có dòngđiện

Dao cách ly được chế tạo với các cấp điện áp khác nhau: có loại một pha vàloại ba pha, có loại đặt trong nhà và loại đặt ngoài trời

Dao cách ly được chọn theo các điều kiện định mức Chúng được kiểm tratheo điều kiện ổn định lực điện động và ổn định nhiệt

Bảng 3.2 Các điều kiện kiểm tra dao cách lyThứ tự Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện

qđ nh

.

t I

I  

3.5 Lựa chọn và kiểm tra cầu chì.

Cầu chì là một khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch Nó cóđặt điểm là đơn giản, rẻ tiền, khả năng cắt lớn, nên ngày nay vẫn được ứng dụngrộng rãi để bảo vệ cho đường dây, máy biến áp, động cơ, mạch điện thắp sáng v.v…

Cầu chì là một khí cụ bảo vệ đơn giản, rẻ tiền nhưng độ nhạy kém Nó chỉtác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi xuất hiện dòngđiện ngắn mạch

Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điệncắt định mức (hay công suất cắt định mức) Ngoài ra, cần chú ý vị trí đặt cầu chì(trong nhà hay ngoài trời )

Điều kiện để chọn và kiểm tra cầu chì cho ở bảng sau:

Trang 33

Bảng 3.3 Các điều kiện để chọn và kiểm tra cầu chìThứ tự Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính

1 Điện áp định mức Uđmcc, [kV] UđmccUđm LĐ

2 Dòng định mức Iđmcc, [A] IđmccIlv max

3 Công suất cắt định mức Sđm cắt cc, [kVA] Sđm cắt ccS”

Khi có nhiều đường dây mắc nối tiếp nhau, để đảm bảo tính chọn lọc thìdòng điện định mức cầu chì phía trước phải lớn hơn dòng điện định mức của cầu chìphía sau, ít nhất là một cấp (tính từ nguồn đến hộ tiêu thụ)

Dòng điện định mức của cầu chì dùng để bảo vệ động cơ điện được chọnxuất phát từ hai điều kiện sau:

b) Theo điều kiện làm việc bình thường :

đc lv cc

đm I



cos.U.3.η

P.bI

đm

đc đm lvđc 

Trong đó: Ilvđc- Dòng điện làm việc của động cơ, [kA]

b - Là hệ số mang tải của động cơ

- Hiệu suất động cơ

Pđm.đc- Công suất định mức động cơ, [kW]

b) Theo điều kiện mở máy:

 Khi mở máy nhẹ:

2,5

I

I mm cc

.

đm 

 Khi mở máy nặng:

0,26,1

I

cc

đm  Trong đó: Imm- Là dòng mở máy cực đại của động cơ, [kA]

 Nếu một đường dây cấp điện cho nhiều động cơ thì dòng định mức của cầu chì được chọn như sau:

đm k I

Trong đó: kđt- Hệ số đồng thời

n - Số động cơ do đường dây cung cấp

Imm- Dòng mở máy của động cơ, [kA]

Trang 34

3.6 Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn.

Thanh dẫn thường là bằng đồng, nhôm hay thép và được sử dụng làm thiết bịtrong phân phối điện năng

Khi chọn thanh dẫn, ta thường chọn tiết diện thanh theo chỉ tiêu mật độ dòngkinh tế hoặc theo điều kiện phát nóng và kiểm tra ổn định lực điện động, ổn địnhnhiệt khi ngắn mạch chạy ra

3.6.1 Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế.

Ở đây: Ibt- Dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn, [kA]

Jk t- Mật độ dòng điện kinh tế của thanh dẫn, [A/mm2]

Mật độ dòng kinh tế phụ thuộc vào vật liệu thanh dẫn và thời gian sử dụngcông suất cực đại Tiết diện được chọn phải kiểm tra điều kiện phát nóng lúc bìnhthường

Ibt Ilv.max

Ở đây : Ibt- Dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn, [kA]

Ilv.max- Dòng điện làm việc cực đại của mạch điện, [kA]

3.6.2 Tiết diện thanh dẫn chọn theo điều kiện phát nóng.

Icp=k1.k2.k3.IcpthTrong đó:

Icp- Dòng điện cho phép của tha thanh dẫn

Icpth- Dòng điện cho phép của một thanh dẫn khi nhiệt độ thanhdẫn là 700C, nhiệt độ môi trường xung quanh là 250C và thanh dẫn đặtđứng

k1=0,95 - Hệ số hiệu chỉnh khi đặt thanh dẫn nằm ngang

k2- Hệ số hiệu chỉnh khi xét trường hợp thanh dẫn gồm nhiềuthanh ghép lại, nếu là dây dẫn trên không thì k2=1

k3- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, thông thường cũng cóthể chọn k3= 1

3.6.3 Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động.

Khi ngắn mạch, thanh dẫn chịu tác dụng của lực điện động, vì vậy trong vậtliệu thanh dẫn sẽ xuất hiện ứng lực Để kiểm tra ổn định động của thanh dẫn khingắn mạch cần các định được ứng suất trong vật liệu thanh dẫn do lực điện độnggây ra và so sánh ứng suất này với ứng suất cho phép

Trang 35

tt cp

σ  σcp

σ - Ứng suất cho phép của thanh dẫn

Thanh dẫn nhôm: σcpAl 700900, [ kG/cm2 ]

Thanh dẫn đồng: σcpCu 1400, [kG/cm2]

tt

σ : Là ứng suất tính toán, [kG/cm2]

* Trình tự tính toán ứng suất tính toán của thanh dẫn.

- Xác định lực tính toán Fttdo tác dụng của dòng điện ngắn mạch gây ra

2 xk

2

a

1 1,76.10

Trong đó:

ixk- Dòng điện xung kích khi ngắn mạch ba pha,[kA]

l - Khoảng cách sứ của một pha,[cm]

a - Khoảng cách giữa các pha, [cm]

b) Đối với thanh dẫn ghép.

Khi dùng thanh dẫn ghép, ta cần phải xác định hai ứng suất thành phần trongvật liệu Ứng suất do lực điện động giữa các pha sinh ra pha và ứng suất do tácđộng tương hổ giữa các thanh riêng trong một pha gây ra σ rieâng

Muốn giảm ứng suất trong thanh dẫn trên các nhịp, ta đặt thêm các miếngđệm cách nhau khoảng l1

Khi đó, lực tác dụng trên thanh dẫn trên độ dài l1bằng:

2 xk hd 1 2

b

l 0,26.10

Trong đó:

b - Chiều dài thanh, [cm]

khd- Hệ số hình dáng

Trang 36

Momen uốn trên độ dài giữa hai miếng đệm:

M - Momen uốn của thanh

Ứng suất tính toán toàn phần trong vật liệu thanh dẫn không được nhỏ hơnứng suất cho phép

cp 1

1 pha

W

M W

M

W1- Là momen chống uốn của thanh dẫn trong độ dài l1, [cm3]

Wpha- Là momen chống uốn của thanh dẫn, [cm3]

3.7 Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp và dây dẫn.

Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điềukiện sau đây:

 Chọn theo điều kiện phát nóng

 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Khi chọn tiết diện dây dẫn, dây cáp có thể dựa vào một trong hai điều kiệntrên và kiểm tra theo điều kiện còn lại Ngoài ra còn có thể chọn tiết diện dây dẫn,dây cáp theo mật độ kinh tế của dòng điện

3.7.1 Lựa chọn tiết diện cáp và dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế J kt

Tiết diện cáp và dây dẫn được xác định như sau:

Fkt=

kt

lvmax J

ITrong đó:

Fkt- Tiết diện cáp kinh tế, [mm2]Ilv max- Dòng điện làm việc lớn nhất của dây dẫn, [A]Jkt- Mật độ dòng kinh tế, [A/mm2]

Phương pháp chọn tiết diện dây theo Jkt áp dụng với lưới điện có điện áp

U110 [kV], lưới trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn,thời gian sử dụng công suất lớn cũng được chọn theo Jkt

3.7.2 Lựa chọn tiết diện cáp và dây dẫn theo điều kiện phát nóng.

Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp thì vật bị nóng, nếu nhiệt độdây dẫn và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng hay giảm tuổi thọ

Nếu nhiệt độ dây dẫn và dây cáp đặt tại nơi nào đó khác với nhiệt độ quyđịnh thì phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh k (k1, k2- cho trong sổ tay tra cứu)

k k I I

Trang 37

Icp- Dòng điện làm việc cho phép ứng với dây dẫn chọn.

Ilv.max- Dòng điện làm việc cực đại của dây dẫn

k1- Hệ số về nhiệt độ của môi trường xung quanh đối với phụ tải của cáp

k2 - Hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một hầm cáp hoặc mộtrãnh dưới đất

Đối với cáp ngầm việc chọn tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng còn ảnhhưởng về các điều kiện sau đây ( lựa chọn theo tiêu chuẩn IEC):

Ở đây là cáp ngầm nên ta cần kiểm tra các hệ số lắp đặt và theo công thứcsau:

K4.K5.K6.K7 Icp  Itt

Icp  Ilv max=

7 6 5 4

tt K , K K K

K7- Phụ thuộc vào nhiệt độ của đất

3.7.3 Lựa chọn cáp và dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

Công thức tính điện áp :

dm

i i n

1

i i iU

) x Q r.

(P ΔU

n 1

i i io

đm

n 1

i i i

o

ΔU ΔU U

l.

Q x U

l.

P

Qi - Công suất phản kháng trên đoạn dây cáp thứ i

Pi- Công suất tác dụng trên đoạn dây thứ i

U’- Tổn thất điện áp do công suất tác dụng gây nên

U”- Tổn thất điện áp do công suất phản kháng

xo- Giá trị điện kháng trên 1 km đường dây, ( xo = 0.30.43

/km ), đối với đường dây cáp xo= 0.07 /km, nếu trong bảng catalô cho điệnkháng thì ta phải dựa vào bảng catalô mà tính

Nếu biết xota xác định đượcU”nhờ biểu thức:

Trang 38

n 1

i i iđm

n 1

i i i

o '

U F γ

l.

P U

l.

P

đm '

n 1

i i iU ΔU γ

Với - Điện dẫn suất của dây dẫn

Khi tính được F ta tra bảng chọn tiết diện chuẩn gần nhất, đồng thời xác định

ro, xo, rồi tính lại tổn thất điện áp Nếu không đạt yêu cầu thì chọn tiết diện lớn hơnmột cấp để tính lại

Thông thường điều kiện tổn thất điện áp thương được dùng để kiểm tra điềukiện sụt áp của dây dẫn vừa chọn theo hai điều kiện ở trên

- 

Trang 39

-CHƯƠNG 4 TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP

4.2 Tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biến áp.

4.2.1 Tổn thất công suất trên đường dây.

Đường dây có một phụ tải: Khi đó tổn thất công suất tác dụng và phản khánglà

R U

Q P

R 3.U

Q P

P,Q - Công suất tác dụng và phản kháng truyền tải trên đường dây,[kW], [kVAr]

R,X - Điện trở và điện kháng của đường dây, []

Trang 40

Uđm- Điện áp định mức của lưới điện, [kV].

Đường dây có nhiều phụ tải:

i n

1

i 2đm

2 i

2 i i

n 1

i 2đm

2 i

2

U

Q P j R U

Q P

Pi, Qi - Công suất tác dụng và phản kháng trên đoạn dây thứ i,[kW],[kVar]

R, X - Điện trở và điện kháng của đoạn dây thứ i, []

4.2.2 Tổn thất công suất trong MBA.

Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm tổn thất không tải (tổn thấttrong lõi thép hay tổn thất sắt) và tổn thất có tải (tổn thất dây quấn hay tổn thấtđồng)

Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp:

2 đm

pt n o B

2 đm

pt N o B

) S

S ( ΔQ ΔQ ΔQ

) S

S ( ΔP ΔP ΔP

Sđm- Công suất định mức máy biến áp, [kVA]

4.3 Tổn thất điện áp trên đường dây.

4.3.1 Tổn thất điện áp trên đường dây ba pha có một phụ tải tập trung.

Tổn thất điện áp dây:

) sin X I cos R (I 3 ΔU 3

Định dạng
Số trang	200
Dung lượng	2,78 MB