Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Trường Cao Đẳng Xây Dựng Miền Tây

Ngày nay trong quá trình phát triển của xã hội thì không ít công trình, xí nghiệp được xây dựng với hệ thống điện tiên tiến, hoàn thiện về thiết kế cung cấp đảm bảo kỹ thuật cũng như về

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG

MIỀN TÂY

(THÀNH PHỐ VĨNH LONG – VĨNH LONG)

Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa: 32

Tháng 05/2010

Cần Thơ, ngày 10 tháng 09 năm 2010

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NĂM HỌC : 2009 - 2010

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

2 Tên đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây

3 Địa điểm thực hiện : Bộ môn Kỹ thuật điện

4 Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Sang

MSSV: 1064093 Lớp: Kỹ thuật điện 32

5 Họ và tên sinh viên đăng ký thực hiện ( nếu có ):………

6 Mục đích của đề tài : Thiết kế hệ thống điện hoàn chỉnh cho trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây

7 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài: Tính toán lựa chọn các thiết bị điện cho mạng điện, thiết kế chiếu sang

8 Các yêu cầu hổ trợ : Cán bộ hướng dẫn, tài liệu tham khảo, số liệu thực tế, kinh phí thực hiện

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): 550.000đ (năm trăm năm chục ngàn đồng)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ NGHỊ

DUYỆT CỦA BỘ MÔN DUYỆT CỦA HĐTHI & XÉT TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: Ths Đinh Mạnh Tiến

2 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây

3 Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Sang MSSV: 1064093

4 Lớp: Kỹ thuật điện 32

5 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của LVTN

-

-

-

-

b Nhận xét về nội dung của LVTN (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

* Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: -

-

-

* Những vấn đề còn hạn chế: -

-

-

c Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): -

-

-

d Kết luận, đề nghị và điểm: -

-

-

-

Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Cán bộ chấm hướng dẫn

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1 Cán bộ phản biện:

2 Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây

3 Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Sang MSSV: 1064093

4 Lớp: Kỹ thuật điện 32

5 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của LVTN

-

-

-

-

b Nhận xét về nội dung của LVTN (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

* Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: -

-

-

* Những vấn đề còn hạn chế: -

-

-

c Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): -

-

-

d Kết luận, đề nghị và điểm: -

-

-

-

Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Cán bộ chấm phản biện

******* Cần Thơ , Ngày 23 Tháng 1 Năm 2010

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Năm học 2009 – 2010

1 Tên đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG CAO

ĐẲNG XÂY DỰNG MIỀN TÂY

2 Họ tên CBHD: Th.s Đinh Mạnh Tiến

3 Họ tên SV: Phạm Văn Sang - MSSV: 1064093

4 Mục đích yêu cầu:

Phải thiết kế cung cấp điện phải đáp ứng được nhu cầu sử dụng, đúng tiêu chuẩn, tin cậy, kinh tế

5 Địa điểm và thời gian thực hiện:

Địa điểm: Bộ môn KTĐ , Khoa Công Nghệ , Trường Đại Học Cần Thơ

Thời gian thực hiện: 28/12/2009 - 2/5/2010

6 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:

Nội dung của đề tài bao gồm 2 phần :

PHẦN I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

1.1 Đặc điểm của hộ tiêu thụ điện

1.2 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

2.1 Giới thiệu chung về chiếu sáng

2.2 Nguyên tắc khi chiếu sáng

2.3 Chiếu sáng trong nhà

2.4 Chiếu sáng ngoài trời

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

5.2 Phân loại trạm biến áp

5.3 Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm

5.4 Chọn máy biến áp

5.5 Chọn máy phát dự phòng

6.1 Lựa chọn thiết bị và dây dẫn

6.1.1 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện

6.1.2 Lựa chọn thiết bị điện

6.1.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng và kiểm tra

8.2.2 Nối đất và trang bị nối đất

PHẦN II TÍNH TOÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG MIỀN TÂY

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG MIỀN TÂY

1.1 Giới thiệu chung

1.2 Đặc điểm phụ tải

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

2.1 Thiết kế chiếu sáng cho các phòng

2.2 Thiết kế chiếu sáng cho khuôn viên trường

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

CHƯƠNG 7 TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỆN

ÁP CHO MẠNG ĐIỆN CỦA TRƯỜNG

7.1 Tính tổn thất công suất và điện áp

Sinh viên thực hiện Cán bộ hướng dẫn

Phạm Văn Sang Ths Đinh Mạnh Tiến

Qua thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Cần Thơ, cũng như trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp này, em đã được quý thầy, cô tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu về chuyên ngành điện mà em đang học

Em xin chân thành cám ơn:

- Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ

- Ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ

- Các quí thầy, cô trong Bộ môn Kỹ thuật Điện, đặc biệt thầy hướng dẫn luận văn Đinh Mạnh Tiến đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu, giúp đỡ em hoàn thành luận văn này

- Ban giám hiệu trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây, thầy Lưu Văn Vĩnh

đã giúp đở cho em trong việc tiến hành khảo sát cũng như xin số liệu để thực hiện bài luận văn

- Cảm ơn gia đình và tất cả các bạn bè luôn giúp đỡ, động viên trong suốt khoá học đến khi hoàn thành luận văn

Tuy nhiên, do còn hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tế, về tài liệu tham khảo, thời gian thực hiện đề tài, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Kính mong thầy hướng dẫn, quí thầy, cô trong bộ môn cùng các bạn sinh viên góp ý để luận văn này được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 26 tháng 04 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Sang

MỤC LỤC

PHẦN I 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1

CHƯƠNG 1 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1

1.1 Đặc điểm của hộ tiêu thụ điện 1

1.2 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện 1

CHƯƠNG 2 3

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 3

2.1 Giới thiệu chung về chiếu sáng 3

2.2 Nguyên tắc khi chiếu sáng 3

2.3 Chiếu sáng trong nhà 4

2.4 Chiếu sáng ngoài trời 4

CHƯƠNG 3 6

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 6

3.1 Mục đích xác định phụ tải 6

3.2 Các hệ số thường gặp của phụ tải điện 6

3.3 Các phương pháp tính phụ tải 7

CHƯƠNG 4 8

PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 8

4.1 Đặt vấn đề 8

4.2 Sơ đồ mạng điện hạ áp 8

CHƯƠNG 5 10

TRẠM BIẾN ÁP 10

5.1 Giới thiệu 10

5.2 Phân loại trạm biến áp 10

5.3 Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm 10

5.4 Chọn máy biến áp 10

5.5 Chọn máy phát dự phòng 11

CHƯƠNG 6 12

LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 12

6.1 Lựa chọn thiết bị và dây dẫn 12

6.1.1 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện 12

6.1.2 Lựa chọn thiết bị điện 13

6.1.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 15

6.2 Tính ngắn mạch 16

6.2.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp 16

6.2.2 Tính toán ngắn mạch trong mạng hạ áp 17

CHƯƠNG 7 18

TỔN THẤT CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỆN ÁP 18

7.1 Khái niệm 18

7.2 Phương pháp tính tổn thất công suất, điện năng và điện áp 18

CHƯƠNG 8 20

CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 20

8.1 Chống sét 20

8.1.1 Hiện tượng sét 20

8.1.2 Bảo vệ chống sét 20

8.2 Nối đất 25

8.2.1 Đặt vấn đề 25

8.2.2 Nối đất và trang bị nối đất 25

PHẦN II 28

TÍNH TOÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG 28

CAO ĐẲNG XÂY DỰNG MIỀN TÂY 28

CHƯƠNG 1 28

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRƯỜNG CAO ĐẲNG 28

XÂY DỰNG MIỀN TÂY 28

1.1 Giới thiệu chung 28

1.2 Đặc điểm phụ tải 29

CHƯƠNG 2 30

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 30

2.1 Thiết kế chiếu sáng cho các phòng 30

2.2 Thiết kế chiếu sáng cho khuôn viên trường 53

CHƯƠNG 3 58

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 58

3.1 Nhà làm việc 2 tầng (dãy E) 58

3.2 Nhà tổng hợp 4 tầng (dãy C) 61

3.3 Nhà tổng hợp 3 tầng (dãy A) 64

3.4 Nhà 4 tầng (dãy B) 67

3.5 Nhà tổng hợp 9 tầng (dãy H) 68

3.6 Nhà thư viện 3 tầng (dãy D) 75

3.7 Nhà ký túc xá 5 tầng (dãy F, G) 77

CHƯƠNG 4 79

PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 79

CHƯƠNG 5 80

TRẠM BIẾN ÁP 80

5.1 Chọn vị trí, số lượng, dung lượng máy biến áp 80

5.2 Chọn máy phát dự phòng 80

5.3 Sơ đồ nối dây trạm biến áp của trường 80

CHƯƠNG 6 83

LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 83

6.1 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch trên trục chính 83

6.2 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch nhà làm việc 2 tầng (dãy E) 90

6.3 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch nhà tổng hợp 4 tầng (dãy C) 93

6.4 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch nhà tổng hợp 3 tầng (dãy A) 98

6.5 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch nhà 4 tầng (dãy B) 103

6.6 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch nhà tổng hợp 9 tầng (dãy H) 108

6.7 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch nhà thư viện 3 tầng (dãy D) 119

6.8 Lựa chọn các phần tử, tính ngắn mạch ký túc xá 5 tầng (dãy F,G) 123

6.9 Lựa chọn các phần tử đến từng phòng 127

CHƯƠNG 7 134

TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN CỦA TRƯỜNG 134

7.1 Tính tổn thất công suất và điện áp 134

7.2 Tính tổn thất điện năng 136

CHƯƠNG 8 139

CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 139

8.1 Chống sét 139

8.1.1 Chống sét cho nhà tổng hợp 9 tầng (dãy H) 139

8.1.2 Chống sét cho nhà tổng hợp 3 tầng (dãy A) 140

8.1.3 Chống sét cho nhà 4 tầng (dãy B) 141

8.1.4 Chống sét cho khu ký túc xá (dãy F, G) 142

8.2 Nối đất 143

CHƯƠNG 9 146

DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH 146

PHỤ LỤC HÌNH 153

PHỤ LỤC BẢNG 156

PHỤ LỤC BẢNG VẼ 160

KẾT LUẬN 161

TÀI LIỆU THAM KHẢO 162

Với sự phát triển của các ngành kinh tế nói chung và các ngành công nghiệp nói riêng, đã thúc đẩy ngành công nghiệp điện lực phải kịp thời thay đổi về mọi mặt với những bước tiến dài mới đảm bảo được yêu cầu cung cấp cũng như tiêu thụ điện năng Tuy nhiên, để thúc đẩy ngành công nghiệp điện lực phát triển nhanh chóng, xứng đáng với vai trò không thể thay thế của nó trong xã hội, chúng ta phải đưa ra những phương án, phương pháp cải tạo hệ thống điện một cách hoàn thiện hơn

Ngày nay trong quá trình phát triển của xã hội thì không ít công trình, xí nghiệp được xây dựng với hệ thống điện tiên tiến, hoàn thiện về thiết kế cung cấp đảm bảo kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế Trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây có một hệ thống điện rất đa dạng, nên cần được thiết kế cung cấp một cách hợp lý, tiết kiệm và hiện đại

Vì những lý do trên mà việc nghiên cứu để thực hiện đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây” sẽ rất có ít cho việc áp dụng những lý thuyết đã học vào thực tế, giúp nắm vững hơn những kiến thức chuyên ngành nhằm phục vụ cho công việc sau này

Nội dung bài luận văn được chia làm hai phần:

Phần I: Cơ sở lý thuyết

Phần II: Tính toán cung cấp điện cho trường Cao đẳng xây dựng Miền Tây

Phạm Văn Sang

PHẦN I

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Đặc điểm của hộ tiêu thụ điện

Hộ tiêu thụ: là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay của xí nghiệp hoặc của khu vực Tùy theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hộ tiêu thụ được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau (mức độ yêu cầu liên tục cung cấp điện khác nhau) và phân thành 3 loại:

+ Hộ loại 1: là những hộ tiêu thụ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện có thể gây

nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh

tế, dẫn đến hư hỏng thiết bị, gây rối loạn quá trình công nghệ phức tạp, hoặc làm hỏng hàng loạt sản phẩm, hoặc có ảnh hưởng không tốt về phương diện chính trị Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng hai nguồn đi đến, đường dây hai lộ lớn, có nguồn dự phòng,…nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện

+ Hộ loại 2: là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện chỉ liên quan

đến hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng sản phẩm và lãng phí sức lao động Để cung cấp cho hộ loại 2, ta có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dự phòng, đường dây một

lộ hay đường dây kép, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn

dự trữ bằng tay

+ Hộ loại 3: là tất cả những hộ tiêu thụ còn lại, tức là những hộ cho phép cung

cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện sữa chữa,…nhưng thường cho phép không qua một ngày đêm Để cung cấp điện cho hộ loại 3, ta có thể dùng một nguồn điện hoặc đường dây một lộ

1.2 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện

Mục tiêu chính của việc thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép Phương án cung cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn những yêu cầu sau:

+ Vốn đầu tư nhỏ, chú ý tiết kiệm được ngoại tệ quí và vật tư hiếm

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ

+ Chi phí vận hành hàng năm thấp

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+ Thuận tiện cho vận hành và sữa chữa

+ Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và dao động điện

áp bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với điện áp định mức

+ Ngoài ra, khi thiết cần chú ý về việc nếu có điều kiện thuận lợi yêu cầu phát triển phụ tải sau này,…

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 2.1 Giới thiệu chung về chiếu sáng

Ánh sáng đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất Trong bất kỳ xí nghiệp hay phân xưởng nào ánh sáng tự nhiên cũng không đủ để phục vụ cho sản xuất, ánh sáng thiếu sẽ hại mắt, hại sức khỏe, người làm việc ở môi trường đó luôn trong trạng thái căng thẳng Cho nên chúng ta phải sử dụng chiếu sáng nhân tạo Ngày nay người ta thường dùng điện để chiếu sáng nhân tạo, vì vậy chiếu sáng công nghiệp luôn được chú trọng trong lĩnh vực kinh tế

Chiếu sáng được phân loại như sau:

+ Chiếu sáng hỗn hợp bao gồm chiếu sáng chung với chiếu sáng cục bộ

+ Chiếu sáng sự cố phải đặt thêm hệ thống chiếu sáng sự cố Độ rọi của hệ thông chiếu sáng sự cố phải thiết kế lớn hơn 10% độ rọi của hệ thống chiếu sáng làm việc

- Chiếu sáng ngoài trời là chiếu sáng các khu vực làm việc ngoài trời như sân bãi, đường đi, nơi bốc dỡ hàng hóa vật liệu,…

2.2 Nguyên tắc khi chiếu sáng

Khi thiết kế chiếu sáng cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

+ Không bị lóa mắt

+ Không lóa do phản xạ

+ Không có bóng tối

+ Phải có độ rọi đồng đều

+ Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

Các tiêu chuẩn độ rọi của các địa điểm thường gặp:

+ Giao thông, cửa hàng, kho tàng 100lux

+ Phòng ăn, cơ khí nói chung 200 vào 300lux

+ Phòng học, phòng thí nghiệm 300 đến 500lux

+ Phòng vẽ, siêu thị 750lux

+ Công việc với các chi tiết rất nhỏ > 1000lux

2.3 Chiếu sáng trong nhà

- Chọn độ rọi (tùy theo công trình)

- Kích thước địa điểm chiếu sáng: dài (a), rộng (b), cao (H), cổ trần 'h

- Hệ số hữu ích: trần nhàρ1; tường nhàρ2; mặt hữu íchρ3

- Chỉ số địa điểm:

b)h(a

a.bk





- Chỉ số treo:

hh

hj

n



 nói chung trừ những chỗ làm việc dọc theo tường

- Kiểm tra độ rọi trung bình:

S

U.n

Ta tính theo công thức: quang thông của đèn cần phát ra sau một năm



 trong đó:

l: chiều rộng mặt đường (m)

e: khoảng cách giữa hai bộ đèn liên tiếp

R: tỉ số

V: hệ số già hóa

fu: hệ số sử dụng

Kiểm tra tỷ số tiện nghi G (Glare index)

G = ISL +0,97log(Ltb) + 4,41log h’ -1,46 log p trong đó:

ISL: chỉ số gây lóa mắt, chỉ số này có giá trị càng cao thì càng ít gây lóa mắt,

do nhà chế tạo cung cấp thường có giá trị dao động từ 3 đến 6

h’: độ cao của đèn đến tầm mắt h’ = h – 1,5

p: số lượng đèn trên một kilomet tuyến đường

Ltb: độ chói trung bình của mặt đường

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 3.1 Mục đích xác định phụ tải

- Khi thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy, xí nghiệp, hộ tiêu thụ, thì một

trong những công việc rất quan trọng mà ta phải làm đó là tiến hành xác định phụ

tải tính toán cho nhà máy

- Xác định phụ tải tính toán là một công đoạn rất quan trọng trong thiết kế

cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới

điện Vì nếu phụ tải tính toán xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi

thọ của thiết bị gây cháy nổ và nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải

thực tế nhiều thì sẽ chọn thiết bị sẽ quá lớn và gây lãng phí Như vậy, phụ tải tính

toán là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

- Việc xác định cũng rất khó khăn và quan trọng, vì phụ tải điện phụ thuộc rất

nhiều yếu tố và biến động theo thời gian Cho đến nay vẫn chưa có phương pháp

nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Do vậy trong thực tế tính toán thương đơn giản

hóa công thức để xác định phụ tải thì cho phép sai số ±10%

3.2 Các hệ số thường gặp của phụ tải điện

Phụ tải tính toán P tt

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

thống cung cấp điện, tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác

dụng nhiệt nặng nề nhất

Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax

Hệ số nhu cầu

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 suất định mức)

của nhóm hộ tiêu thụ

đm

tt ncP

sát của hệ thống cung cấp điện với tổng công suất tác dụng tính toán cực đại của nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt nối vào nút đó, tức là:







n 1

tt đt

P

Pk

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

i điP.ncktt

.tgφ tt tt

Q 

cos

PQ

i đminc

tt k PP

trong đó:

Pđi, Pđmi: công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, (kW)

Ptt, Qtt, Stt: công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến của nhóm thiết bị có thứ nguyên lần lượt là (kW), (kVar), (kVA)

n: số thiết bị trong nhóm

Theo hệ số đồng thời:

2 tt

2 tt đt

CHƯƠNG 4 PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 4.1 Đặt vấn đề

Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm: chọn cấp điện áp, nguồn điện,

sơ đồ nối dây, phương thức vận hành,…Các vấn đề này có ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện

Phương án điện được chọn xem là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu cầu sau:

- Đảm bảo chất lượng điện, tức là bảo đảm tần số và điện áp nằm trong phạm

vi cho phép

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

- Thuận tiện trong vận hành lắp ráp và sữa chữa

- Có các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật hợp lý

4.2 Sơ đồ mạng điện hạ áp

Sơ đồ hình tia (dạng cây): mỗi một hộ tiêu thụ hay một điểm phân phối được cung cấp bằng một lộ riêng biệt đi từ một điểm chung Sơ đồ hình tia nói chung có

ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường dây do

đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hóa dễ vận hành và bảo quản Nhược điểm của

nó là vốn đầu tư lớn Do vậy nó được dùng để cung cấp điện cho hộ loại 1 và loại 2

Hình 4.1 Dạng hình tia

Sơ đồ dạng phân nhánh (trục chính): có nhiều hộ tiêu thụ hay nhiều điểm phân phối được cung cấp từ các vị trí khác nhau trên trục chính này Nếu có một sự cố nào đó ở bất kì hộ nào thì các thiết bị ngắt sẽ ngắt ra khỏi đường trục chính, do đó không hề ảnh hưởng đến các hộ bên cạnh, song nếu có sự cố trên bất kì đoạn nào của đường trục chính thì sẽ sinh ra ngắt điện trên toàn bộ Ưu điểm là tốn ít vốn đầu

tư, dễ phát triển và mở rộng Nhược điểm độ tin cậy cung cấp điện không cao, thi công, quản lý, vận hành và sự lý sự cố phức tạp hơn Do vậy nó được dùng để cung cấp điện cho hộ loại 3

Hình 4.2 Dạng phân nhánh

Sơ đồ hỗn hợp: là sơ đồ sử dụng kết hợp cả đường dây hình tia dẫn đường dây trục chính để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Sơ đồ hỗn hợp thường dùng cho lưới điện đô thị, nông thôn và các xí nghiệp lớn có các nhóm thiết bị tiêu thụ điện khác nhau cả về công suất lẫn đặc tính của đồ thị phụ tải kể cả sự khác nhau về yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện

Sơ đồ liên hệ mạch vòng giữa các đoạn đường dây được cấp nguồn từ hai phía cần thiết cho cả lưới điện trung áp lẫn lưới điện hạ áp để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ

CHƯƠNG 5 TRẠM BIẾN ÁP 5.1 Giới thiệu

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện

áp khác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất

5.2 Phân loại trạm biến áp

Tùy theo nhiệm vụ của trạm mà ta chia ra thành hai loại:

- Trạm trung gian: điện áp đầu vào 35220kV, điện áp đầu ra 6kV, 10kV

- Trạm phân phối: điện áp phía sơ cấp 6kV, 10kV, 15kV, 22kV, được biến đổi

ra điện áp thứ cấp 380/220V để cung cấp cho phụ tải

Về phương diện kết cấu xây dựng trạm và vị trí đặt trạm thì ta có hai loại:

- Trạm biến áp ngoài trời: máy được đặt ngoài trời

- Trạm biến áp trong nhà: tất cả các thiết bị đều đặt trong nhà

5.3 Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm

Vị trí đặt máy biến áp: được chọn sao cho phù hợp với từng địa điểm, từng điều kiện cụ thể của phụ tải, miễn sao đảm bảo các yêu cầu sau:

- Gần trung tâm phụ tải

- An toàn, liên tục cung cấp điện

- Thao tác vận hành và quản lý dễ

- Phòng nổ, cháy, bụi bặm, khí ăn mòn

- Tiết kiệm vốn đầu tư và tổn thất

Số lượng và công suất của trạm: số lượng trạm biến áp trong một xí nghiệp phụ thuộc vào mức độ tập trung hay phân tán của phụ tải trong xí nghiệp, phụ thuộc vào tính chất quan trọng của phụ tải về mặt liên tục cấp điện (loại 1, loại 2, loại 3) Vấn đề số lượng trạm liên quan chặt chẽ tới phương án cung cấp điện trong xí nghiệp, do đó phải tiến hành so sánh kinh tế ngay khi xác định các phương án cung cấp điện

5.4 Chọn máy biến áp

Số lượng máy biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp

điện cho phụ tải của trạm đó

- Với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng không được phép mất điện thì phải đặt hai máy biến áp

- Với phụ tải loại 2 như xí nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thị,…thì phải tiến hành so sánh giữa phương án cấp điện bằng một đường dây – một máy biến áp với phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm hai máy

- Với phụ tải loại 3 như phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thôn xóm, khu chung cư, trường học, thường đặt một máy biến áp

Công suất máy biến áp:

- Trường hợp trạm chỉ có một máy biến áp

kqtsc.SđmB ≥ Smax

trong đó:

SđmB: công suất định mức của máy biến áp, (kVA)

Smax: công suất tính toán lớn nhất của phụ tải, (kVA)

kqtsc: khả năng quá tải thường xuyên, trị số kqtsc phụ thuộc vào đồ thị phụ tải và

5.5 Chọn máy phát dự phòng

Trong các xí nghiệp công nghiệp luôn tồn tại một số phụ tải quan trọng luôn phải được cung cấp điện liên tục: các hệ thống chiếu sáng sự cố, các thiết bị dùng điện mà nếu ngừng hoạt động sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất …Nên các

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 tuabin hơi, máy diezen…

CHƯƠNG 6 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

6.1 Lựa chọn thiết bị và dây dẫn

6.1.1 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện

Chọn theo điện áp định mức:

UđmTBĐ ≥ Uđm.m

trong đó:

Uđm.m : điện áp định mức của mạng điện, (V)

UđmTBĐ : điện áp định mức của thiết bị điện, (V)

2 nh

đm t B

qđ

2 nh đm

2 nh

nh đm

qđ nh

t.I

I   trong đó:

Iđm nh: dòng ổn định nhiệt định mức, (kA)

tđm nh: thời gian ổn định nhiệt định mức, (s)

I : dòng ngắn mạch, (kA)

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, (s)

BN: xung lượng nhiệt của dòng điện ngắn mạch (Am2.s)

6.1.2 Lựa chọn thiết bị điện

* Cầu chì tự rơi (FCO): dùng để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch Thời gian

cắt mạch của cầu chì phụ thuộc nhiều vào vật liệu làm dây chảy Dây chảy cầu chì

là bằng chì, hợp kim chì với thiếc, kẽm, nhôm, đồng,…

Bảng 6.1 Đại lượng chọn và kiểm tra FCO

Điện áp định mức UđmCC, (kV) UđmCC ≥ Uđmmạng

Dòng điện định mức IđmCC, (A) IđmCC ≥ Ilvmax

Công suất cắt định mức SđmcắtCC, (VA) SđmcắtCC ≥ S

* Chống sét van (LA): dùng để chống sét đánh từ ngoài đường dây trên

không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối Chống sét van được làm bằng

điện trở phi tuyến

Điều kiện chọn:

Uđmcsv ≥ Uđm mạng

* Máy biến dòng điện (BI): máy biến dòng có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ

một trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle

và tự động hóa

Bảng 6.2 Đại lượng chọn và kiểm tra BI

Dòng điện sơ cấp định mức, (A) I1đmBI ≥ Ilvmax

Phụ tải định mức cuộn thứ cấp, (VA) S2đmBI ≥ S2tt

Hệ số ổn định lực điện động

1dmBI

xk

I.2

iđ

ôđđ dmBI

gt ôđđ

t.I

t.I

trong đó:

Ixk: dòng điện ngắn mạch xung kích, (kA)

I : dòng điện ngắn mạch ổn định, (kA)

tgt: thời gian giả thiết, (s)

* Cầu chì hạ áp: các điều kiện chọn cầu chì là

+ Cầu chì cần phối hợp với dây dẫn

+ Phải cắt được dòng sự cố nhỏ nhất nhằm đảm bảo vận hành an toàn cho người và lưới điện

* Lựa chọn tủ phân phối

Tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp và cung cấp cho các tủ động lực, nó

có thể được cung cấp từ 1 nguồn, 2 nguồn hoặc từ nguồn dự phòng Trong tủ phân phối thường đặt aptomat tổng và các aptomat nhánh

Chọn tủ phân phối gồm các nội dung sau: chọn loại tủ, sơ đồ tủ, chọn các áptômát, chọn thanh cái, chọn các thiết bị đo đếm, bảo vệ an toàn và chống sét

* Aptomat: là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn

trong đó:

UđmA, Uđm mạng: lần lượt là điện áp định mức của aptomat và mạng điện, (V)

I đmA, Itt: lần lượt là dòng điện định mức của aptomat và mạng điện, (V)

I cđmA: dòng điện cắt định mức của aptomat, (kA)

IN: dòng ngắn mạch, (kA)

Chú ý: các thiết bị điện ở mạng điện hạ áp như aptomat, côngtăctơ, cầu dao, cầu chì, được lựa chọn theo điều kiện điện áp, dòng điện, kiểu loại và hoàn cảnh làm việc Để cho thuận tiện, nhà chế tạo đã tính toán để các thiết bị điện ở mạng điện hạ áp làm việc ổn định trong mạng do máy biến áp có S = 1000kVA cung cấp Như vậy, khi công suất của máy biến áp không quá 1000kVA thì các thiết bị điện dùng trong mạng hạ áp của máy biến áp đó không cần kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt nữa Đối với aptomat và cầu chì phải kiểm tra khả năng cắt dòng điện ngắn mạch Đối với aptomat cần phải điều chỉnh định mức cắt dòng điện quá tải

6.1.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Dây dẫn và cáp được chọn theo điều kiện phát nóng:

k1.k2.Icp≥Itt

trong đó:

k1: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, ứng với môi trường đặt dây, cáp

k2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một rãnh

Icp: dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn Cáp và dây dẫn sau khi chọn theo điều kiện phát nóng cần kiểm tra lại điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ

- Nếu bảo vệ bằng cầu chì:



dc hc cp

Ik

Ik

Icp hc  kddtA

hoặc

5,1

1,25.I5

,1

Ik

Icp hc  kdnh A  đmA

Trong thực tế, ta thường gặp các dạng ngắn mạch : ngắn mach ba pha (N(3)), hai pha (N(2)), hai pha chạm đất (N(1,1)), một pha (N(1))

Qua thống kê cho thấy, xác suất xảy ra ngắn mạch một pha là nhiều nhất 65%, còn xác suất xảy ra ngắn mạch ba pha là bé nhất 5%, nhưng ngắn mạch ba pha là tình trạng sự cố nặng nề nhất và ta cần phải xét đến khi tính toán lựa chọn các thiết

bị bảo vệ cho hệ thống điện Còn ngắn mạch một pha là tình trạng nhẹ nhất và ta thường xét đến khi tính toán lựa chọn ngưỡng tác động cho các thiết bị bảo vệ

6.2.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp

Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp vì không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn

N

2U

trong đó:

XHT: điện kháng hệ thống, (Ω)

SN : công suất cắt đường dây, (kVA)

U: điện áp đường dây, (kV)

Tính toán ngắn mạch 3 pha



Z.3

(3) N

XR.3

UI

CHƯƠNG 7 TỔN THẤT CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỆN ÁP

7.1 Khái niệm

Các tuyến đường dây truyền tải điện từ nguồn đến các hộ tiêu thụ luôn luôn có

một điện trở xác định Do đó khi mà dòng điện chạy qua các dây dẫn từ nguồn sẽ

tạo ra độ sụt áp làm giảm điện áp ở các đầu nhận Các cơ quan chức năng cung cấp

điện đưa ra giới giạn về độ sụt áp ở nơi tiêu thụ điện, nếu dòng điện lớn gây ra sụt

áp vượt quá giới hạn cho phép ta cần phải sử dụng dây dẫn điện có tiết diện lớn hơn

pt N 0

S

S.(

PP

2 đm

pt N 0

S

S.(

QQ

∆P0, ∆PN: tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch

∆Q0, ∆QN: tổn thất công suất phản kháng không tải và ngắn mạch

- Trên đường dây

Một dây dẫn có Z = R + jX, (Ω) Truyền tải công suất S = P + jQ, (kVA)

Thì tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng được tính theo:

2 đm

3 - 2

2U

R.10)

Q(P

2 đm

-3 2

2

U

X.10)

Q(P

trong đó: P, Q: phụ tải tác dụng và phản kháng; (kW), (kVAr)

R, X: điện trở và điện kháng của đường dây, (Ω)

U: điện áp định mức của đường dây, (kV)

trong đó:

P, Q: phụ tải tác dụng và phản kháng; (kW), (kVAr)

R, X: điện trở và điện kháng của đường dây, (Ω)

U: điện áp định mức của đường dây, (kV)

Để dễ so sánh người ta thường tính theo trị số phần trăm:

1000

100.U

Q.XP.R

U%

2 đm

i i i i iU

)x.Qr.(PU

CHƯƠNG 8 CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 8.1 Chống sét

8.1.1 Hiện tượng sét

Sét là một hiện tượng của thiên nhiên, là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất, hay giữa các đám mây mang điện khác dấu Các công trình về điện như đường dây, các cột vượt sông, vượt đường quốc lộ, đường sắt, các trạm biến áp, trạm phân phối,…là những nơi dễ bị sét đánh Vì vậy phải có biện pháp bảo

vệ chống sét để tránh cho các công trình bị sét đánh trực tiếp

8.1.2 Bảo vệ chống sét

Có ba phương pháp chống sét hiện nay trên thế giới đang sử dụng

- Phương pháp lồng Faraday: toàn bộ công trình cần bảo vệ nằm trong một lồng kim loại

- Phương pháp cột thu lôi kiểu Franklin: dùng cột thu sét kim loại có chiều cao hơn công trình với hệ thống nối đất

- Phương pháp dùng quả cầu phát dòng tiên đạo để đón bắt sét sớm và chủ động hoặc còn gọi là các ESE (emission streamer early)

Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc trọng điểm

Theo phương thức bảo vệ trọng điểm, chỉ những bộ phận thường hay bị sét đánh mới phải bảo vệ Đối với những công trình mái bằng, trọng điểm bảo vệ là bốn góc, xung quanh tường chắn mái và các kết cấu nhô cao lên khỏi mặt mái Đối với các công trình mái dốc, trọng điểm là các đỉnh hồi, bờ nóc bờ chảy, các góc diềm mái và các kết cấu nhô cao lên khỏi mặt mái Nếu công trình lớn thì thêm cả xung quanh mái diềm như hình vẽ dưới đây:

Hình 8.1 Phương thức bảo vệ chống sét trọng điểm

a) Nhà mái bằng: 1góc nhà, 2 tường chắn mái

b) Nhà mái dốc: 1 góc nhà (góc hồi), 2 góc diềm (góc chân mái), 3 bờ nóc, 4

bờ chảy, 5 diềm mái (chân mái)

Bảo vệ cho những trọng điểm trên đây có thể đặt các kim thu sét ngắn (0,2 m đến 0,3 m) cách nhau khoảng 5 đến 6 m tại những trọng điểm bảo vệ hoặc đặt những đai thu sét diềm lên những trọng điểm bảo vệ đó

Bảo vệ chống sét theo nguyên tắc toàn bộ

Phương thức bảo vệ toàn bộ là toàn bộ công trình phải nằm trong phạm vi bảo vệ của bộ phận thu sét

h1

rx : là bán kính của phạm vi bảo vệ ở mức cao hx

hx: là độ cao của vật cần được bảo vệ

h – hx: là độ cao hiệu dụng của cột thu sét

Để đơn giảm tính toán ta có thể áp dụng các công thức sau:

Với P : là hệ số, h  30 m thì P = 1

h > 30 m thì P =

h

5,5

Hình 8.2 Phạm vi bảo vệ của một cột chống sét

* Phạm vi bảo vệ của hai cột chống sét có cùng độ cao

Phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có kích thước lớn hơn nhiều so với tổng

số phạm vi bảo vệ của hai cột đơn Trong đó rx được xác định theo các công thức trên, còn bx là bề ngang hẹp nhất của phạm vi bảo vệ ở độ cao hx, xác định theo công thức:

a)xh14.(h

a)xh7.(h.x4rx2b

* Phạm vi bảo vệ của hai cột chống sét có độ cao khác nhau

Cột 1 có độ cao h1, cột 2 có độ cao h2 (h1 < h2), khoảng cách giữa hai cột là a Cách vẽ phạm vi bảo vệ của hai cột thu sét có chiều cao khác nhau Trước tiên vẽ phạm vi bảo vệ của cột cao, sau đó qua đỉnh cột thấp vẽ đường thẳng gặp đường sinh của phạm vi bảo vệ cột cao ở điểm 3, điểm này được xem là đỉnh của cột giả định nó sẽ cùng với cột thấp (cột 2) hình thành đôi cột có độ cao bằng nhau (h2) với khoảng cách a/

Khoảng cách giữa cột 1 với cột giả định là ∆L

h), (m)

h), (m)

Hình 8.4 Phạm vi bảo vệ của hai cột chống sét có độ cao khác nhau

Khi công trình cần được bảo vệ chiếm khu vực rộng lớn, nếu chỉ dùng vài cột thì phải rất cao gây nhiều khó khăn, cho việc thi công, lắp đặt Trong trường hợp này ta nên bố trí nhiều cột thu sét để phối hợp cùng bảo vệ Vật có độ cao hx nằm trong đa giác hình thành bởi các cột sẽ được bảo vệ nếu thỏa mãn điều kiện:

h – hx: độ cao hiệu dụng cột thu sét

P: hệ số

Khi xét các nhóm cột bảo vệ gồm có ba cột hợp với nhau thành một tam giác

có ba cạnh a, b, c thì D được tính như sau:

D =

c)b)(pa)(pp(p2

a  

Hình 8.5 Phạm vi bảo vệ của ba cột chống sét

Hình 8.6 Phạm vi bảo vệ của bốn cột chống sét

8.2 Nối đất

8.2.1 Đặt vấn đề

Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ Vì vậy, đặc điểm quan trọng của hệ thống cung cấp điện là phân bố trên diện tích rộng và thường xuyên có người làm việc với các thiết bị điện Cách điện của các thiết bị điện bị chọc thủng, người vận hành không vận hành theo quy tắc an toàn…đó là nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện Sét đánh trực tiếp hoặc gián tiếp vào thiết bị điện không những làm hư hỏng các thiết bị mà còn nguy hiểm cho người vận hành Vì vậy trong hệ thống cung cấp điện nhất thiết phải có biện pháp

an toàn có hiệu quả và tương đối đơn giản là thực hiện việc nối đất và đặt các thiết

bị chống sét

8.2.2 Nối đất và trang bị nối đất

Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện Nếu cách điện bị hỏng vỏ thiết bị sẽ có điện áp và có dòng rò từ vỏ thiết bị xuống thiết bị đất Nếu người vận hành trạm vào vỏ thiết bị thì điện trở của người được mắc song song với điện trở nối đất, lúc đó dòng qua người bằng:

đ ng

đ

ng IR

R

trong đó:

Iđ: dòng điện chạy qua điện trở nối đất, (A)

Ta thấy rằng nếu được nối đất tốt để có Rđ << Rng thì dòng điện chạy qua người sẽ rất nhỏ không gây nguy hiểm cho người

Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất Các điện cực nối đất được chôn trực tiếp trong đất, các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất

Trong hệ thống cung cấp điện có ba loại nối đất:

- Nối đất an toàn: thiết bị nối đất loại này được nối vào vỏ thiết bị điện

- Nối đất làm việc: thiết bị nối đất loại này được nối vào trung tính của máy biến áp

- Nối đất chống sét: thiết bị nối đất loại này được nối vào kim thu lôi

Cách thực hiện nối đất

* Nối đất tự nhiên:

Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống dẫn nước hay các ống bằng kim loại khác đặt trong đất (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng và khí dễ cháy), các kết cấu kim loại của công trình nhà cửa có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất v.v…, làm trang bị nối đất

Khi xây dựng trang thiết bị nối đất cần phải sử dụng các vật liệu tự nhiên có sẵn Điện trở nối đất này được xác định bằng cách đo thực tế tại chỗ hay dựa theo các tài liệu để tính gần đúng

* Nối đất nhân tạo:

Đối với mạng điện có điện áp dưới 1000V điện trở nối đất tại mọi thời điểm trong năm không vượt quá 4Ω Riêng với các thiết bị nhỏ, công suất tổng của máy phát điện và máy biến áp không quá 100 kVA cho phép đến 10Ω

Nối đất lập lại của dây trung tính trong mạng 380/220V phải có điện trở không vượt quá 10Ω

Đối với các thiết bị điện áp cao hơn 1000V có dòng điện chạm đất bé và các thiết bị điện có điện áp đến 1000V nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn

Tính toán nối đất nhân tạo theo trình tự sau đây:

Xác định điện trở nối đất Rđ theo quy định của quy trình quy phạm về nối đất

- Xác định điện trở nối đất của một cọc:

)l4t

l4tlog2

1d

2l(lgmax.k.ρl

0,3661c

d: đường kính ngoài của cột, (m)

l: chiều dài của cột, (m)

t: độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất tới điểm giữa của cọc, (cm)

Đối với thép góc có bề rộng của cạnh là b, đường kính ngoài đẳng trị được

Thông thường người ta dùng thép góc L 60 x 60 x 6 dài 2,5 m để làm cọc thẳng đứng của thiết bị nối đất Ta được:

R1c = 0,00298 ρ, (Ω)

Nếu ρ là số liệu đo trong mùa mưa thì phải nhân thêm hệ số kmax để tìm được giá trị lớn nhất

R1c: điện trở nối đất của một cọc, (Ω)

Rđ: điện trở của thiết bị nối đất theo quy định, (Ω)

c

 : hệ số sử dụng cọc

Theo quy định số cọc không được ít hơn hai

- Xác định điện trở của thanh nối nằm ngang:

b.t

22.Llg.max.L

0,366

trong đó:

ρ max: điện trở suất của đất ở độ chôn sâu thanh nằm ngang, (Ω.cm)

L: chu vi mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối, (cm)

b: bề rộng thanh nối, cm (thường lấy b = 4 cm)

t: chiều sâu chôn thanh nối, cm (thường lấy t = 0,8 cm)

- Điện trở của thanh nối thực tế còn cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh t

t

t ' t

RR

n

RR

' t c nđ

.RR

.RR

So sánh điện trở nối đất tính được Rnđ với điện trở nối đất theo quy định Rd, nếu Rnđ > Rđ thì phải tăng số cọc lên và tính lại