do an cung cap dien truong dai hoc hang hai viet nam

2.1 Xác định vị trí trạm biến áp của xí nghiệpVị trí trạm biến áp của xí nghiệp: 89,77 Xác định vị trí điểm đấu điện: Vị trí điểm đấu điện được lấy theo tọa độ chữ trong chữ cái đầu tiên

MỤC LỤC

Chương 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 4

1.1 Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng 4

1 Phân xưởng T 4

2 Tổng hợp các phân xưởng còn lại 5

1.2 Xác định bán kính của biểu đồ phụ tải 6

1 Phân xưởng T 6

2 Tổng hợp các phân xưởng còn lại 6

Chương 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CUNG CẤP ĐIỆN 9

2.1 Xác định vị trí trạm biến áp của xí nghiệp 9

2.2 Phương án cung cấp điện 10

2.3 Lựa chọn máy biến áp 10

2.4 Lựa chọn dây dẫn từ điểm đấu điện về trạm biến áp Tổn thất điện áp cho phép: 15

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN 17

3.1 Xác định tổn hao điện áp trên đường dây trung áp 17

3.2 Xác định tổn hao công suất, tổn hao điện năng trên đường dây và trong máy biến áp 17

3.2.1 Tổn hao công suất 17

3.2.2 Tổn hao điện năng 18

3.3 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp 22

3.3.1 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp của phương án 1 22

3.3.2 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp của phương án 2 24

3.4 Tổn thất điện áp và tổn thất công suất trên đường dây hạ áp 30

3.4.1 Tổn hao công suất trên đường dây của phương án 1 30

3.4.2 Tổn hao công suất trên đường dây của phương án 2 32

3.5 Lựa chọn các thiết bị đóng căt và bảo vệ 38

3.5.1 Tính toán ngắn mạch 38

3.5.2 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía trung áp 41

3.5.3 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía hạ áp 42

3.6 Lựa chọn các thiết bị khác 43

Chương 4: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT - CHỐNG SÉT NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 45

4.1 Tính toán nối đất trung tính 45

4.2 Tính toán chống sét 47

4.3 Tính toán nâng cao hệ số cosφ 52

KẾT LUẬN 60

Tài liệu tham khảo: 61

2

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng

Thiết kế cho phân xưởng: T R Â N Q U Ô C Ư S V O G

2 Tổng hợp kết quả tính toán các phân xưởng còn lại

Bảng 1.2:Tổng hợp kết quả tính toán các phân xưởng

S tt

(KVA )

1.2 Xác định bán kính của biểu đồ phụ tải

Chọn tỷ lệ xích m= 3 KVA/mm², từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải:

Hình 1.1:Sơ đồ mặt bằng các phân xưởng

252 8

U(63,73)

Ư(252,8)

89 S(89,26)

200 100

100

PX Ô (18,98)

PX G(6,69)

PX N (29,157)

PX U (63,73)

2.1 Xác định vị trí trạm biến áp của xí nghiệp

Vị trí trạm biến áp của xí nghiệp: (89,77)

Xác định vị trí điểm đấu điện: Vị trí điểm đấu điện được lấy theo tọa độ chữ

trong chữ cái đầu tiên của tên đệm của người thiết kế: (435;93)

2.2 Phương án cung cấp điện

Nhận xét:

- Phân xưởng có kích thước nhỏ

- Công suất của xí nghiệp tương đối nhỏ (≤ 1000kVA)

- Ta chọn phương án một trạm biến áp gồm hai máy biến áp

- Phụ tải loại 1chiếm 40% Còn lại là loại 2 loại 3

- PX loại 1: T Q U C S

- PX loại 2,3:R Â N Ô Ư V O G

a, Phương án 1

Phương án 1: Mỗi phân xưởng có một đường dây riêng đi từ trạm biến áp của xínghiệp Các phân xưởng loại 1 có thêm đường dây dự phòng, các phụ tải loại 2

và lọai 3 không có đường dây dự phòng

Ư(252,8)

89 S(89,26)

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lí Phương án 1

Thanh cái 22 kV

Điểm đấu điện

Ư(252,8)

89 S(89,26)

Thanh cái 22 kV

Điểm đấu điện

2.3 Lựa chọn máy biến áp

Số liệu máy biến áp : 2 máy biến áp

(kVA)

Điện áp(kV)

Trọnglượng(kg)

1535-930-1635

1695

2.4 Lựa chọn dây dẫn từ điểm đấu điện về trạm biến áp

Tọa độ điểm đấu điện:(435,93)

Vị trí trạm biến áp của xí nghiệp: (89,77)

Chiều dài day dẫn từ điểm đấu điện tới trạm biến áp:

l = (435-89)+(93-77) = 362(m)

Tiết diện dây dẫn được chọn phải thỏa mãn điều kiện sau:

k.I  I

Trong đó: I :Dòng điện làm việc cực đại

I :Dòng điện cho phép ứng với dây dẫn đã chọnk=0.85: Bảng 2.57(Trang 655 sách CCĐ)

I = \f(S,U = √683,93 22 =18(A)

\f(I,k =0,8518 =21,18(A)

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

3.1.Xác định tổn hao điện áp trên đường dây trung áp

Tra PL 4.5/366-HTCCĐ, tương ứng với M-25 có r0 = 0,74 (Ω/km), x0 =

3.2.1 Tổn hao công suất

a) Tổn hao công suất trên đường dây

Từ điểm đấu điện đến trạm biến áp

∆ P0:Tổn thất công suất tác dụng không tải,∆ P0=1000(W )=1(kW)(Theo bảng 2.1)

∆ P k: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch, ∆ P k=7000(W )=7(kW) )(Theo bảng2.1)

-Tổn hao điện năng trong máy biến áp

∆ A T=∆ P0 t+∆ P k .( S pt

S đ m)2 τ

τ =(0,124 +T max .10−4)2.8760

Trong đó:

Δ P0: Tổn thất công suất tác dụng không tải của MBA

Δ P k: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch của MBA

τ: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất (h)

t: Thời gian vận hành thực tế của máy biến áp Tmax: Thời gian sử dụng công suấtcực đại

-Tổn hao điện năng trên đường dây

∆ A dd=∆ P dd τ

Trong đó:

∆ P dd: Tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây

τ: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

-Tổn thất điện năng trong máy biến áp 2 là:

3.3 Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp

3.3.1.Lựa chọn dây dẫn phía hạ áp của phương án 1

Phương án lựa chọn

Loại dây : dây đồng trần

Giá trị điện kháng trên 1km đường dây : x = 0.25 (/km)

Điện dẫn suất của đồng cu 53( /m mm2)

Khoảng cách trung bình hình học D=2000mm

1 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến phân xưởng T

-Chiều dài dây từ trạm biến áp đến phân xưởng:

l T=|(x BA−x T)|+|(y BA−y T)|=|(89−75)|+|(77−54 )|=37 (m)- Lựa chọn dây dẫn theo điềukiện tổn thất điện áp cho phép

2.Tổng hợp các kết quả tính toán các phân xưởng

3.Tổng hợp lựa dây dẫn từ trạm biến áp đến các phân xưởng

Bảng 3.2: Tổng hợp lựa chọn dây dẫn Phương án 1

Phân xưởng Loại dây F (mm2

-PX N và V , PX G và Ô , PX R Ư chung một đường dây.

-Các đường dây từ biến áp tới các phân xưởng O,T,Q,C,S,Â,U được tính toán và

chọn tiết diện như phương án 1

1 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến phân xưởng N và V

Khoảng cách trạm biến áp tới phân xưởng N là:

Chọn đoạn ob cùng tiết diện

∆ U } rsub {(Q)} = {{x} rsub {o} sum {{Q} rsub {i}} {l} rsub {i}} over {{U} rsub {đm}} = {0,25.( 60,66 0, 07 + 38,1 0, 0 7 )} over {0,4} = 4,32 (V)¿

∆ U '(P )=∆U cp−∆ U } rsub {left (Q right )} =20- 4,32 =1 5,68 (V)¿

F tt= ∑∆ P i .l i

γ ∆ U '(P ) U đm=

60,66 0, 07+38,1.0,0 7 0,053.1 5,68 0,4 =20,8(mm

Kiểm tra bằng phương pháp tổn thất điện áp cho phép :

2 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến phân xưởng G và Ô

Khoảng cách trạm biến áp tới phân xưởng G là:

l = |x BA−x G|+|y BA−y G| = |89−6|+|77−69| = 91 m

Khoảng cách trạm biến áp tới phân xưởng Ô là:

l = |x BA−x Ô|+|y BA−y Ô| = |89−18|+|77−98|= 92 m

p/x G p/x Ô

92 109,854+j.91,205

53,474+j.

41,45 56,38+j.49,755

a b91

Chọn đoạn ob cùng tiết diện

∆ U } rsub {(Q)} = {{x} rsub {o} sum {{Q} rsub {i}} {l} rsub {i}} over {{U} rsub {đm}} = {0,25.( 91,205 0, 091 + 0,001 49,75 )} over {0,4} = 5,275 (V)¿

∆ U '(P )=∆U cp−∆ U } rsub {left (Q right )} =20- 5,275 = 14,725 (V)¿

F tt= ∑∆ P i .l i

γ ∆ U '(P ) U đm=

109,854.0,091+49,75.0,001 0,053.14,725 0,4 =32,53(mm

Chọn dây đồng trần M-50 với thông số sau

3 Lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến phân xưởng R và Ư

Khoảng cách trạm biến áp tới phân xưởng R là:

28,74+j.2 2,5 41,654+j.34,36

a b181

Chọn đoạn ob cùng tiết diện

∆ U } rsub {(Q)} = {{x} rsub {o} sum {{Q} rsub {i}} {l} rsub {i}} over {{U} rsub {đm}} = {0,25.( 56,86 0,181 + 0,051 34,3 )} over {0,4} = 7,5 (V)¿

∆ U '(P )=∆U cp−∆ U } rsub {left (Q right )} =20- 7,5 = 12,5 (V)¿

F tt= ∑∆ P i .l i

γ ∆ U '(P ) U đm=

70,394.0,181+41,654.0,051 0,053.12,5 0,4 =56(mm

2

)

Ftc lựa chọn phải thỏa mãn điều kiện lớn hơn hoặc bằng Ftt

Như vậy dây dẫn được lựa chọn thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp cho phép

Bảng 3.2: Tổng hợp lựa chọn dây dẫn Phương án 2

Phân xưởng Loại dây F (mm2

3.4.Xác định tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp

3.4.1 Tổn hao điện áp, tổn hao công suất trên đường dây hạ áp của phương

án 1

1,Tổn hao công suất

a) Từ trạm biến áp đến phân xưởng T

4,35%

1, Tổn hao công suất

a, Từ trạm biến áp đến phân xưởng N và V

p/x G p/x Ô

92 109,854+j.91,205

53,474+j.

41,45 56,38+j.49,755

a b91

+ Tổn hao công suất trên đường dây từ PX G đến Ô

p/x R p/x Ư

232 70,394+j.56,86

28,74+j.2 2,5 41,654+j.34,36

a b181

+ Tổn hao công suất trên đường dây từ PX R đến Ư

⟹ ∆ S=√∆ P2

+∆ Q2

=√114,15 2 +336,9 2=355,71(VA)+ Tổn hao công suất trên đường dây từ TBA đến R

Bảng 3.6: Bảng so sánh tổn hao công suất 2 Phương án

Do tổn hao công suất phương án 1 lớn hơn phương án 2 nên ta chọn

phương án 2 là phương án cấp điện cuối cùng.

3.5 Lựa chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Thiết bị đóng cắt ,bảo vệ bao gồm:máy cắt điện , cầu trì tự rơi , aptomat , dao

cách ly ,… như trong sơ đồ chương 2

3.5.1.Tính toán ngắn mạch

1.Tính toán ngắn mạch phía cao áp

Nguồn điện được lấy từ điểm có tọa độ(435,93) và có công suất tại điểm ngắn mạch là SN=160 (MVA)

Dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp có độ dài 362(m), r0=0,74 (  /km ),

TBATG:Trạm biến áp trung gian

TBAXN:Trạm biến áp xí nghiệp

X HT

Chú thích:

HT:Hệ thống điện Quốc gia

XHT:Điện kháng hệ thống điện quốc gia

R:Điện trở đường dây

X:Điện kháng đường dây

X HT=U2

S N

Trong đó U -Điện áp của đường dây cao áp, U=22(kV)

SN-Công suất tại điểm ngắn mạch, SN= 160 (MVA)

-Điện trở và điện kháng của MBA :

Bảng 3.7: Thông số MBA chọnCông suất

(kVA)

Điện áp(kV)

Trọnglượng(kg)

IxkN = 1,8√2 IN = 1,8√2.10,1= 25,7 (kA)

3.5.2 Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phía trung áp

1,Lựa chọn máy cắt

38

Theo 3.5.1có

IxkN = 10,14 (kA)

IN = 3,9817 (kA)

Kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động , ổn định nhiệt ta lựa chọn máy

cắt thông số như sau

ixk,(kA)

Trị số củadòng điện toànphần (kA)

Dòng điện ổnđịnhnhiệt(1s)(kA)

Khốilượng,(kG)

Loại cơ cấutruyềnđộng

Bảng 3.8 Thông số cầu trì tự rơi do Change chế tạo

40

2, Lựa chọn aptomat trên đường dây hạ áp và trong các phân xưởng

Ta tính chọn Aptomat cho phân xưởng Ô có công suất lớn nhất trong số 13 phânxưởng Các Phân xưởng khác sử dụng aptomat tương tự

3.6 Lựa chọn các thiết bị khác

1, Chọn thanh cái trung áp

Lựa chọn thanh cái bằng đồng có jkt = 1,8 A/mm2

I bt : dòng điện là việc bình thường của thanh dẫn

I bt= ∑S tt

√3 U đm = 683,9

22.√3 = 18 (KA)Tiết diện cần thiết của thanh cái là:

S = J I bt

kt = 1,818 = 10 mm2

Tra bảng 2-56/T 655(Sách CCĐ) chọn thanh cái có tiết diện 25x3 mm2

2, Chọn thanh cái hạ áp

Chọn 2 thanh cái hạ áp sau máy biến áp là như nhau

Dòng điện chạy qua thanh cái

Vì S ttcấp cho phân xưởng nhóm 2 lớn hơn nhóm 1 nên ta chọn S = 342,4 (KVA)

Ilv = S

√3 U = 342,4

√3 0,4 = 494,21 (A)Tiết diện cần thiết của thanh cái:

F = jkt I = 494,211,8 = 274,56 [mm2]

Tra bảng 2-56/trang 655 (CCĐ) chọn thanh cái có tiết diện 50x6 mm2

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT – CHỐNG SÉT VÀ NÂNG CAO HỆ

4.1 Tính toán nối đất trung tính

Xác định điện trở nối đất của một cọc theo công thức

Với đất ruộng ρ = 0,4.104 (Ω/cm)

kmax= 1,5 - hệ số mùa

42

d - đường kính ngoài của cọc, (m)

l - chiều dài của cọc,(m)

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

Ta chọn thép góc L 60x60x6 cm dài 2,5 m để làm cọc thẳng đứng, chôn sâu0,7m

Ta chọn n = 6 cọc được chôn thành mạch vòng cách nhau 5m

Điện trở của thanh nối nằm ngang:

R t = 0,366l ρ max.lg2.l2

b t

Trong đó: ρmax - điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang(Ω/cm)

l - chu vi mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối (cm)

Thanh nối được nối qua 6 cọc

Vậy chiều dài thanh nối là: l = a.n = 5.6 = 30 m = 3000 cm

b – bề rộng thanh nối (cm) (lấy b = 4 cm)

t - chiều sâu chôn thanh, t =0.8m = 80cm

Vậy thiết bị nối đất theo thiết kế thỏa mãn yêu cầu Hệ thống gồm 6 cọc thépL60x60x6 dài 2,5m chôn thành mạch vòng và được nối với nhau bằng thép dẹtdài 30m rộng 4cm đặt cách mặt đất 0,8m.

Hình 4.1: Sơ đồ nối đất trung tính

Dùng cột thu lôi cao 6m để bảo vệ cho trạm biến áp cao 3 m

Hình 4.2: 2 Phạm vi bảo vệ của một cột thu lôi

h x

h 1,6

Trong đó ha - chiều cao hiệu dụng của cột thu lôi (m)

hx – chiều cao của đối tượng được bảo vệ nằm trong vùng bảo vệ của cột thu lôi(m)

R 1 c=0,00298 ρ kmax=0,00298.0,4 104.1,5=17,88 ¿Ω)

Chọn khoảng cách giữa các cọc a = 2.l, nên a/l = 2 Số cọc là 4 tra bảng 2-68

trang 660(Sách CCĐ)

ta có ηc - hệ số sử dụng cọc c = 0,78

Ta chọn n = 4 cọc được chôn thành mạch vòng cách nhau 4 m

Điện trở của thanh nối nằm ngang:

R t = 0,366l ρ max.lg2.l2

b t

Trong đó: ρmax - điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang(Ω/cm)

l - chu vi mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối (cm)

Thanh nối được nối qua 4 cọc

Vậy chiều dài thanh nối là: l = a.n = 4.4 = 16 m = 1600 cm

b – bề rộng thanh nối (cm) (lấy b = 4 cm)

t - chiều sâu chôn thanh, t =0.8m = 80cm

4.2.3 Lựa chọn thiết bị chống sét quá điện áp

Nhiệm vụ của chống sét van là chống sét từ ngoài đường dây trên không truyền vào trạm biến áp,trạm phân phối

Trong tính toán thiết kế,chọn chống sét van căn cứ vào điện áp:

48

Uđmcsv ≥ UđmLĐ

-Chọn chống sét van cho đường dây trung áp

Trạm biến áp được cấp điện từ bằng đường dây trên không có điện áp là 22(kV),cần đặt chống sét van điện áp lớn hơn 22(kV)

Chọn chống sét van do Siemens chế tạo có thông số như sau:

Bảng 4.1:Thông số chống sét van

phóng đinhmức

Vật liệu vỏ

SiC

-Chọn chống sét van cho đường dây hạ áp

Các phân xưởng được cấp điện bởi đường dây hạ áp điện áp 0,4(kV)

Chọn chống sét van do Siemens chế tạo có thông số như sau:

Bảng 4.2:Thông số chống sét van

(kA)

Khối lượng(Kg)

Hình 4.4:Sơ đồ chống sét quá điện áp

ĐĐĐ

Thanh cái 22 kV CSV

CSV

Thanh cái 0,4 kV

CSV

50

4.3 Nâng cao hệ số công suất cos

Nâng cao hệ số công suất Cosφ bằng phương pháp bù công suất phản kháng.Trong thiết kế này sử dụng tụ để bù công suất phản kháng

Tụ điện điện áp thấp (0,4kV) được đặt theo ba cách: đặt tập trung ở thanh cáiphía điện áp thấp của trạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm ở tủ phân phốiđộng lực và đặt phân tán ở từng thiết bị dùng điện

Ta chọn phương pháp bù tập trung tại thanh cái

1, Xác định dung lượng bù

Xác định dung lượng bù là đi tính giá trị công suất phản kháng cần bù để nâng

hệ số công suất của xí nghiệp lên giá trị cosφ = 0,95 Ta tính với từng thanh cái

hạ áp sau MBA

Thanh cái sau máy biến áp 1:

P1 = PPXT + PPXÂ + PPXR + PPXƯ + PPXQ+PPXO+ PPXU

P - phụ tải tính toán của hộ tiêu thụ điện, kW

φ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình (cosφ1) trước khi bù

φ2 – góc ứng với hệ số công suất (cosφ2) muốn đạt được sau khi bù

α - hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng những phương pháp khôngđòi hỏi đặt thiết bị bù α=1

Suy ra: Qbù1 = P (tgφA- tgφ2)α = 274,056 (0,746 – 0,329).1 = 114,28 (KVAR)Thanh cái sau máy biến áp 2:

Tra bảng 6.4 trang 343 ( Sồ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện):Tụ điện bù do DAE YEONG chế tạo chọn thông số tụ như sau

52

Bảng 4.2:Thông số tụ bù

Mã hiệu Số pha Uđm

(V)

Điệndung

(μFF )

DunglượngQ(kVAr)

Kích thước, mm

Iđm

(A)

Caothùng

Caotoàn bộ

15.10 p ( )

pd

U R

Dùng bóng đèn 230V- 25W làm điện trở phóng điện Vậy điện trở của bóng đènlà:

15.10 p ( )

pd

U R

4.Đèn sợi đốt5.Tụ bù

4.Đèn sợi đốt5.Tụ bù

- Khác với tụ điện áp cao (loại tụ một pha) được ghép lại thành hình tam giác, cócầu chì bảo vệ riêng cho từng pha Tụ điện áp thấp 400 V mà ta sử dụng là loại

tụ ba pha, ba phần tử của nó được ghép lại thành hình tam giác Sơ đồ điều chỉnh của nó bao gồm: cầu dao đóng mở, máy biến dòng, aptomat, bóng đèn sợi đốt có công suất 25W làm điện trở phóng điện cho tụ điện

- Bóng đèn sợi đốt có ưu điểm ở chỗ khi điện áp dư của tụ phóng hết thì đèn tắt,

do đó dễ theo dõi nhưng cần theo dõi kiểm tra tránh trường hợp đèn hỏng không hiển thị được Điện trở phóng điện của tụ điện phải thỏa mãn hai yêu cầu sau :

- Giảm nhanh điện áp dư trên tụ điện để đảm bảo an toàn cho người vận hành, người ta quy định sau 30 phút điện áp trên tụ điện phải giảm xuống dưới 65V;

- Các bóng đèn làm điện trở phóng điện phải mắc dưới thiết bị đóng cắt để có thể sẵn sàng làm việc ngay khi tụ được cắt ra khỏi mạng Các bóng đèn này có thể được nối theo hình sao hoặc tam giác Cách nối tam giác có ưu điểm hơn vì khi một pha của điện trở phóng điện bị đứt thì ba pha của tụ điện vẫn có thể phóng qua hai pha còn lại của điện trở