Thiết kế cung cấp điện cho khu dân cư biệt thự long an đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

Vì vậy khi thiết kế cung cấp điện cho các đô thị và khu dân cư ta cần chú ý tới các đặc điểm nêu trên để đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện làm việc an toàn, thỏa mãn không chỉ nhu cầu h

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU

DÂN CƢ BIỆT THỰ LONG AN

SINH VIÊN : NGUYỄN NHÂN THẾ

TP HCM, NĂM 2018

Trang 2

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

-

Trang 4

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3

MỤC LỤC 4

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 8

DANH SÁCH CÁC BẢNG 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10

1.1 Giới thiệu sơ lược về cung cấp điện 10

1.2 Tổng quát về công trình: 11

1.2.1 Vị trí địa lý, diện tích đặc điểm của khu quy hoạch : 11

1.2.2 Đặc điểm của hệ thống điện hiện hữu 12

1.2.3 Giới hạn đề tài : 12

CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 12

2.1 Một số yêu cầu cần quan tâm: 12

2.1.1 Độ tin cậy cung cấp điện: 12

2.1.2 Chất lượng điện cung cấp: 12

2.1.3 Thiết kế an toàn cung cấp điện: 13

2.1.4 Các tính toán kinh tế (nếu có): 13

2.2 Các bước thiết kế cung cấp điện: 13

2.2.1 Thu thập số liệu cần thiết (số liệu ban đầu) 13

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho hộ tiêu thụ - khu dân cư 13

2.2.3 Chọn trạm biến áp 13

2.2.4 Xây dựng phương án cung cấp điện 13

2.2.5 Chọn thiết bị điện 14

2.2.6 Tính toán ngắn mạch 14

Trang 5

2.2.7 Tính toán bảo vệ an toàn 14

CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN CẦN THIẾT 14

3.1 Xác định phụ tải điện: 14

3.1.1 Các đại lượng và hệ số tính toán thường gặp: 16

3.1.2 Các phương pháp tính phụ tải tính toán: 18

3.2 Lựa chọn phương án cung cấp điện 19

3.2.1 Có hai dạng sơ đồ nối dây cơ bản: 20

3.2.2 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp: 20

3.2.3 Phương pháp lựa chọn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp 21

CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN QUY MÔ DỰ ÁN 22

4.1 Các số liệu ban đầu 22

4.2 Phương án cung cấp điện 23

4.3 Xác định phụ tải tính toán cho khu dân cư: 23

4.3.1 Khu 1 24

4.3.2 Khu 2 27

4.3.3 Khu 3 30

4.3.4 Phụ tải tính toán toàn dự án 33

CHƯƠNG 5: CHỌN TRẠM BIẾN ÁP 34

5.1 Khái quát trạm biến áp 34

5.1.1 Các thông số đặc trưng của máy biến áp : 35

5.1.2 Kết cấu trạm : 37

5.1.3 Chọn vị trí , số lượng công suất trạm biến áp : 38

5.2 Chọn vị trí đặt trạm biến áp cho khu quy hoạch 41

5.2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp T1 : 41

Trang 6

5.3 Tính toán lựa chọn máy biến áp 42

5.3.1 Chọn Máy biến áp khu vực 1 : 42

CHƯƠNG 6: CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CHO MẠNG HẠ ÁP 52

6.1 Lựa chọn phương án cấp điện cho khu quy hoạch 52

6.1.1 Chọn điện áp định mức : 52

6.1.2 Chọn nguồn điện : 53

6.1.3 Chọn phương án cung cấp điện phía trung thế : 54

6.2 Chọn CB tổng và CB các tuyến 58

6.2.1 Chọn CB tổng : 58

6.2.2 Chọn CB cho các tuyến dây 62

6.2.3 Chọn CB tổng cho mỗi tủ phân phối 67

6.2.4 Chọn CB cho các căn hộ đặt trong tủ phân phối 68

6.2.5 Kết quả lựa chọn CB 69

6.3 Chọn dây dẫn 71

6.3.1 Chọn cáp ngầm cho lưới hạ thế 71

6.3.2 Kết quả lựa chọn tiết diện dây dẫn 74

6.4 Chọn thanh cái phía hạ áp : 76

6.4.1 Chọn thanh cái tủ phân phối tổng : 76

6.4.2 Chọn thanh cái cho tủ phân phối phụ 78

6.4.3 Chọn thanh cái phụ cho tủ phân phối 79

6.4.4 Kết quả lựa chọn thanh cái 79

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 82

Trang 7

7.1 Khái quát chung: 82

7.2 Các giả thuyết dùng để tính toán ngắn mạch 82

7.2.1 Các dạng ngắn mạch của hệ thống : 82

7.2.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch : 82

7.2.3 Mục đích của việc tính toán ngắn mạch : 83

7.2.4 Phương pháp tính toán ngắn mạch : 83

7.2.5 Định nghĩa dòng ngắn mạch 83

7.2.6 Tính tổng trở các phần tử trong hệ thống : 84

7.3 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối chính: 89

7.3.1 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối chính : 90

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 94

8.1 Ý nghĩa và biện pháp nâng cao hệ số cos : 94

8.1.1 Ý nghĩa: 94

8.1.2 Các biện pháp năng cao hệ số công suất cos: 95

8.1.3 Thiết bị bù công suất phản kháng : 96

8.2 Cách xác định dung lượng bù 99

8.3 Tính dung lượng, chọn vị trí và thiết bị bù cho hệ thống: 100

8.3.1 Tính dung lượng bù của hệ thống : 100

8.3.2 Chọn thiết bị bù : 101

8.3.3 Chọn vị trí bù : 101

TÀI LIỆU THAM KHẢO 102

LỜI CÁM ƠN 103

DANH SÁCH CÁC BẢN VẼ 104

Trang 9

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Vị trí phân bố phụ tải khu 1……… …………

25 Bảng 4.2 Vị trí phân bố phụ tải khu 2……….….……… 28

Bảng 4.3 Vị trí phân bố phụ tải khu 3……… 30

Bảng 6.1 Kết quả chọn CB khu 1……… ………67

Bảng 6.2 Kết quả chọn CB khu 2……… …………68

Bảng 6.3 Kết quả chọn CB khu 3……… …………68

Bảng 6.4 Kết quả chọn dây dẫn khu 1……… ……… 72

Bảng 6.5 Kết quả chọn dây dẫn khu 2……….73

Bảng 6.6 Kết quả chọn dây dẫn khu 3……….………73

Bảng 6.8 Kết quả chọn thanh cái khu 1……….……….…….77

Bảng 6.9 Kết quả chọn thanh cái khu 2……….…… …………78

Trang 10

Bảng 6.10 Kết quả chọn thanh cái khu

3……….……….78

Bảng 7.1 Giá trị điện trở và điện kháng của cáp hạ thế……….……….87

Bảng 7.2 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối trạm T1……… ….89

Bảng 7.3 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối trạm T2………90

Bảng 7.4 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối trạm T3………91

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu sơ lược về cung cấp điện

Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (như nhiệt năng, cơ năng, hóa năng ), dễ truyền tải và phân phối

Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân, công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các lĩnh vực hoạt động của con người Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các đô thị và khu dân cư, do đó khi xây dựng chúng thì trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người

Trang 11

Khi cung cấp điện cho các đô thị và khu dân cư thì phức tạp hơn nhiều so với khu vực công nghiệp, vì phụ tải của đô thị và khu dân cư vừa khó xác định lại dao động nhiều trong một ngày đêm Vì vậy khi thiết kế cung cấp điện cho các đô thị và khu dân cư ta cần chú ý tới các đặc điểm nêu trên để đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện làm việc an toàn, thỏa mãn không chỉ nhu cầu hiện tại mà còn phải tính tới khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai, đáp ứng nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong 5, 10 năm hoặc có khi còn lâu hơn nữa Nói chung, hệ thống cung cấp điện bao gồm các khâu phát điện, truyền tải và phân phối điện năng Còn

ở đây nhiệm vụ của thiết kế cung cấp điện chỉ là hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, làm nhiệm vụ cung cấp điện cho một khu dân cư nhất định Nguồn của hệ thống cung cấp điện này được lấy từ lưới điện quốc gia

- Phía Bắc giáp Khu dân cư nông thôn khu vực

- Phía Đông giáp Khu dân cư nông thôn khu vực

- Phía Nam giáp đường đất đi QL51 về phía Tây khu đất

- Phía Tây giáp khu đất dự án Kh dân cư và trung tâm văn hoá xã Long An

b Diện tích

Diện tích quy hoạch tổng thể quy mô: 20,63ha

c Những đặc điểm của khu dân cư

Đặc điểm: Khu dân cư gồm có:

Khu 1: Gồm 42 biệt thự, một nhà trẻ, một trạm y tế, 2 công viên A, B

Khu 2: Gồm 42 biệt thự

Khu 3: Gồm 76 biệt thự và 3 khu công viên C, D, E

Và hệ thống chiếu sáng công cộng

Trang 12

Khu dân cư gần đường dây trung thế

Yêu cầu thiết kế chung:

Cung cấp điện cho khu dân cư theo mặt bằng hiện trạng ( bản vẽ kèm theo )

1.2.2 Đặc điểm của hệ thống điện hiện hữu

Nguồn điện cung cấp cho Khu dân cư Biệt thự Long An sẽ được nhận điện từ tuyến đường dây trên không 22kV 476 - Long An (dây dẫn 3xAC185-AC120, Imax=318A)-trạm Trung gian 110/22kV-2x40MVA Long Thành (3T) đi dọc theo QL51 cách Khu dân cư Biệt thự 1,3km

1.2.3 Giới hạn đề tài :

Thiết kế cung cấp điện là một việc làm khó, liên quan nhiều lĩnh vực Đây là đề tài thực tế, phù hợp với trình độ và khả năng của sinh viên ngành Điện sắp ra trường

Do kiến thức và thời gian có hạn nên em thực hiện đề tài chỉ trình bày một số vấn

đề như : Tính toán phụ tải, trạm biến áp, chọn phương án và các phần tử trong hệ thống điện, tính toán ngắn mạch, bù hệ số công suất

Cuốn đồ án này có thể là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên những khóa học sau này của ngành Kỹ thuật điện

CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

2.1 Một số yêu cầu cần quan tâm:

2.1.1 Độ tin cậy cung cấp điện:

Tùy thuộc cung cấp điện cho loại hộ nào (loại 1, loại 2 hay loại 3), phải cố gắng lựa chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt trong điều kiện cho phép

2.1.2 Chất lượng điện cung cấp:

Phụ thuộc hai chỉ tiêu tần số và điện áp Tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh, chỉ có những hộ tiêu thụ hàng chục MW trở lên mới cần quan tâm tới chế

Trang 13

độ vận hành của mình sao cho hợp lý nhằm ổn định tần số của hệ thống Vì vậy thiết kế

hệ thống cung cấp điện ta chỉ cần đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng , thông thường dao động quanh giá trị 5± % của điện áp định mức, đặc biệt khi phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp thì chỉ cho phép dao động trong khoảng 5,2± %

2.1.3 Thiết kế an toàn cung cấp điện:

Nhằm đảm bảo vận hành an toàn cho người và thiết bị, phải lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, rõ ràng để tránh được nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị được chọn phải đúng chủng loại và đúng công suất Việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai trò đặc biệt quan trọng, phải tuyệt đối chấp hành những quy định về an toàn sử dụng điện

2.1.4 Các tính toán kinh tế (nếu có):

Sau khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên đã được đảm bảo thì chỉ tiêu kinh tế mới được xét đến Các tính toán sao cho tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành là nhỏ nhất và thời gian thu hồi vốn đầu tư đáp ứng yêu cầu của chủ đầu tư Phương án tối ưu được lựa chọn sau khi tính toán và so sánh giữa các phương án cụ thể

2.2 Các bước thiết kế cung cấp điện:

2.2.1 Thu thập số liệu cần thiết (số liệu ban đầu)

 Đặc điểm công trình được cung cấp điện

 Dữ liệu về nguồn điện: công suất, hướng cấp điện, khoảng cách tới tải tiêu thụ

 Dữ liệu về phụ tải: Tổng công suất, phân bố, phân loại hộ tiêu thụ

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho hộ tiêu thụ - khu dân cư

 Danh mục các thiết bị tiêu thụ điện

 Phụ tải điện dân dụng: nhà liên kế, biệt thự

 Phụ tải trạm y tế, công viên, nhà trẻ, chiếu sáng ngoài trời

 Phụ tải tổng của mỗi khu: khu 1, 2, 3

2.2.3 Chọn trạm biến áp

 Dung luợng, số lượng, vị trí đặt

 Số lượng, vị trí của tủ phân phối ở mạng hạ áp

2.2.4 Xây dựng phương án cung cấp điện

 Mạng cao áp; hạ áp

Trang 14

 Sơ đồ đi dây của trạm biến áp

2.2.5 Chọn thiết bị điện

 Máy biến áp

 Tiết diện dây dẫn

 Thiết bị điện cao áp

 Chống sét cho đường dây cao áp

 Nối đất trung tính máy biến áp hạ áp

CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT LIÊN QUAN CẦN THIẾT

3.1 Xác định phụ tải điện:

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định được nhu cầu điện của công trình đó Tuỳ theo qui mô của công trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau này Do đó xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi đưa công trình vào khai thác, vận hành Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán Như vậy phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Trang 15

Phụ tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một việc rất khó khăn và rất quan trọng Vì nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị được chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính :

- Nhóm thứ nhất : là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết

và đưa ra các hệ số tính toán Đặc điểm của phương pháp này là thuận tiện nhưng chỉ cho kết quả gần đúng

- Nhóm thứ hai : là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sơ của lý thuyết xác xuất và thống kê Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố Do đó kết quả tính toán có chính xác hơn nhưng việc tính toán khá phức tạp

Mục đích của việc tính toán phụ tải nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn và các thiết bị điện

- Chọn lưới điện cung cấp và phân phối điện áp với tiết diện dây dẫn hợp lý

- Chọn số lượng, vị trí và công suất máy biến áp

- Chọn thiết bị thanh dẫn của thiết bị phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

Xác định tâm phụ tải: dựa vào công thức sau:

S

S x

S y

Trong đó :

+ Si: Công suất biểu kiến tính toán của lô thứ i

+ Xi, Yi : Hoàng độ và tung độ của lô thứ i trên trục toạ độ đã được chọn

Đặt tủ phân phối ở tâm phụ tải nhằm cung cấp điện với tổn thất điện áp và tổn thất công suất là nhỏ nhất, chi phí kim loại màu hợp lý hơn cả Việc lựa chọn vị trí sau cùng phụ thuộc vào yếu tố mỹ quan, mặt bằng, thuận tiện thao tác và yếu tố an toàn…

Trang 16

Trong đó:  là hiệu suất của động cơ thường  (0,850,87)

- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ làm việc dài hạn

1 ñmi

2 ñm

đó trong mọi trạng thái vận hành

Hằng số thời gian phát nóng của các vật liệu dẫn điện được lắp đặt trong không khí, dưới đất và trong ống dao động xung quanh trị số 30 phút Nên người ta thường lấy trị số trung bình của phụ tải lớn nhất xuất hiện trong khoảng 30 phút để làm phụ tải tính toán hay còn gọi là phụ tải nửa giờ

Trang 17

- Quan hệ giữa cơng suất tính tốn với các cơng suất khác :

P

P K

K

d Hệ số đồng thời

Hệ số đồng thời là tỷ số giữa cơng suất tính tốn cực đại tổng của một nút trong hệ thống cung cấp điện với tổng các cơng suất tính tốn cực đại của các nhĩm thiết bị cĩ nối vào nút đĩ

tt

P

P K

1 đt

Hệ số đồng thời cho phân xưởng cĩ nhiều nhĩm thiết bị :

1

i tt nhómi đtpx

Hệ số đồng thời của trạm biến áp xí nghiệp cung cấp cho nhiều phân xưởng :

Trang 18

ñt

P

P K

3.1.2 Các phương pháp tính phụ tải tính toán:

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán Những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thường cho kết quả không thật chính xác Ngược lại nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp Vì vậy tùy theo yêu cầu cụ thể

mà lựa chọn phương pháp tính thích hợp Một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất:

a Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Công thức tính:

∑

√

Một cách gần đúng, lấy Pđ = Pđm :

∑

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, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết

Trang 19

phương pháp náy lại kém chính xác Bởi vì hệ số nhu cầu knc tra ở sổ tay là một số cố định cho trước không phụ thuộc chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy Mà knc sdkk max= tức là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào các yếu tố kể trên nên kết quả tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ kém chính xác.

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

Công thức tính:

Ptt = p0.F

trong đó: p0: suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản suất, kW/m2;

F: diện tích sản suất, m2, (diện tích dùng để đặt máy sản suất)

Tra sổ tay p0 hay do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy thường dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ hay trong các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều.

c Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm:

M: số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm (sản lượng)

W0: suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phNm, kWh/đơn vị sản phẩm;

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h

Phương pháp này thường dùng tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi nghĩa là phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình nên kết quả khá chính xác

3.2 Lựa chọn phương án cung cấp điện

Phương án cung cấp điện bao gồm những vấn đề: cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phương thức vận hành v.v… Đó là những vấn đề rất quan trọng Bởi vì xác định đúng đắn và hợp lý các vấn đề đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện Sai lầm phạm phải trong khi xác định

Trang 20

phương án cung cấp điện sẽ gây hậu quả xấu lâu dài về sau, nhiều khi phải trả giá rất đắt

để sữa chữa những sai lầm đó

Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:

- Đảm bảo chất lượng điện, tức đảm bảo 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 chỉ tiêu kinh tế hợp lý

Khi thiết kế những công trình cụ thể chúng ta phải xét tới những yếu tố để vận dụng đúng đắn các yêu cầu trên N hững yếu tố đó là: yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, khả năng cung cấp vốn đầu tư và trang thiết bị, trình độ kỹ thuật chuyên môn của lực lượng thi công

3.2.1 Có hai dạng sơ đồ nối dây cơ bản:

Sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh

a Sơ đồ hình tia

Sơ đồ hình tia 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 và tự động hóa, dễ vận hành bảo quản Khuyết điểm của nó là vốn đầu tư lớn nên thường dùng cung cấp điện cho các hộ loại 1 và 2

b Sơ đồ phân nhánh

Sơ đồ phân nhánh có ưu khuyết điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia nên thường dùng cung cấp điện cho các hộ loại 2 và 3

3.2.2 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp:

Có ba phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp

a Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế của dòng điện J kt

Phương pháp này dùng để chọn dây dẫn cho lưới có điện áp U 110 kV, bởi vì trên lưới này không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đầu vào, vấn đề điện áp không cấp

Trang 21

bách, nếu chọn dây theo Jkt sẽ có lợi về kinh tế, nghĩa là chi phí tính toán hàng năm thấp nhất

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

b Chọn tiết diện theo tổn thất điện áp cho phép

Lưới trung áp nông thôn, hạ áp nông thôn, đường dây tải điện đến các trạm bơm nông nghiệp, do khoảng cách tải điện xa, tổn thất điện áp lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năng dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn theo phương pháp này

c Chọn tiết diện theo dòng điện phát nóng cho phép I cp

Phương pháp này dùng chọn tiết diện dây dẫn và cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt Cũng là phương pháp áp dụng trong bài thuyết minh

3.2.3 Phương pháp lựa chọn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp

Đối với đường cáp hạ thế cấp điện cho các trạm biến áp tiêu thụ của khu đô thị do khoảng cách ngắn nên tiết diện cáp được chọn theo dòng phát nóng cho phép

Trình tự xác định tiết diện như sau:

a Xác định dòng điện tính toán của đối tượng mà đường dây cần cấp điện I tt (A)

b Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức:

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 cáp đi chung rãnh

Icp – dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn

c Thử lại theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ

- Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

Với mạch động lực = 3, với mạch chiếu sáng sinh hoạt

- Nếu bảo vệ bằng CB:

Trang 22

Hoặc:

Trong đó:

- : dòng điện khởi động điện từ của CB

- : dòng điện khởi động nhiệt của CB

d Kiểm tra theo điều điện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch:

√ Với IN = ICK – dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp (kA)

= 11 với nhôm, với cáp đồng

√ thời gian cắt ngắn mạch (s)

e Kiểm tra tổn thất điện áp

CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN QUY MÔ DỰ ÁN

4.1 Các số liệu ban đầu

Trang 23

- Phụ tải đặt của 1 căn biệt thự: 10 kW ( Bảng 4.1 Suất phụ tải sinh hoạt cho một hộ

gia đình) „‟ Giáo trình thiết kế cấp điện „‟ Vũ Văn Tẩm & Ngô Hồng Quang

- Nhà trẻ Chọn P0 =15W/m2 , hệ số đồng thời Kđt = 0.75 trong bảng 12 Định mức tiêu thụ điện cho các dịch vụ công cộng trang 204 giáo trình kĩ thuật chiếu sáng Lê Thành Bắc

- Trạm y tế Chọn P0 =200 W/m2 , hệ số đồng thời Kđt = 0.7 trong bảng 12 Định mức tiêu thụ điện cho các dịch vụ công cộng trang 204 giáo trình kĩ thuật chiếu sáng Lê Thành Bắc

- Lấy suất phụ tải chiếu sáng đường phố P0 = 1.8W/m trong bảng 12 Định mức tiêu thụ điện cho các dịch vụ công cộng trang 204 giáo trình kĩ thuật chiếu sáng Lê Thành Bắc

- Chiếu sáng công viên, P0 = 10 W/m trong bảng 1.2 Suất phụ tải chiếu sáng cho các khu vực, trang 269 giáo trình thiết kế cấp điện – Vũ Văn Tẩm & Ngô Hồng Quang

- Chọn hệ số công suất trung bình cos= 0,85 (Chọn theo tiêu chuẩn ngành đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế 20 TCN –

27-91 trang 732 sách “Cung cấp điện”- Nguyễn Xuân Phú)

4.2 Phương án cung cấp điện

Chi phí đầu tư cho lưới điện ngầm cao gấp ba lần lưới điện nổi nhưng so với lưới điện nổi thì lưới điện ngầm sẽ ổn định chất lượng, an toàn hơn để cung cấp điện và công tác vận hành, quản lý

Mặt khác, khi có sự cố xảy ra hay cần ngưng cung cấp điện để sửa chữa sẽ hạn chế được phạm vi mất điện trên diện rộng Đối với lưới điện nổi thì trường hợp mất điện do xảy ra sự cố như sét đánh, cây ngã, tình trạng thả diều gây ra là bất khả kháng nhưng luới điện ngầm sẽ hạn chế thấp nhất các sự cố đó Ngoài ra, khi chọn phương án lưới điện ngầm thì trường hợp dây cáp chằng chịt như mạng nhện trên trụ điện sẽ không xảy ra góp phần làm tăng vẻ mỹ quan đô thị

4.3 Xác định phụ tải tính toán cho khu dân cư:

Chiếu sáng đường

- KHU VỰC MBA T1

Trang 24

o Chiếu sáng cho 1352 m đường

o Lấy suất phụ tải chiếu sáng P0 = 1.8W/m

o Công suất chiếu sáng P1= 1.8 x 1352 = 2.433 kW

o Công suất chiếu sáng P3= 1.8 x 1301 = 2.341 kW

Công suất chiếu sáng của 3 khu vực là 15.2kw

Kđt hệ số đồng thời giữa các thiết bị điện trong nhà lấy bằng 0,8( trang 146 sách

‘‘Giáo trình thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm ’’ )

Từ tủ hạ thế LA 1 – 1 đến LA 1 – 5, LA 1 – 11 đến LA 1 – 14 và LA 7 phân phối đều cho các hộ, 1 tủ phân phối cho 5 hộ với công suất biểu kiến tính toán :

∑

Trong đó :

- là hệ số đồng thời cho tủ phân phối (bảng A12 , IEC)

- : công suất tính toán cho một hộ

- Hệ số công suất trung bình

Tủ hạ thế LA 1 – 8 và 1 – 9 phân phối đều cho các hộ, 1 tủ phân phối cho 4 hộ với công suất biểu kiến tính toán :

Trang 25

∑

Từ tủ hạ thế LA 1-15 và LA 1- 16 cấp điện cho khu vực nhà trẻ và trạm y tế

Từ tủ hạ thế LA 1-10 cấp điện cho công viên 1 118 x 93m

Các nơi công cộng cần chiếu sáng trong đó khu đô thị bao gồm các lối đi trong công viên, bờ hồ, lối đi vào các khu chung cư, các bãi đỗ xe, các khu cây xanh đường dạo… Với loại phụ tải chiếu sáng này để đơn giản em tính toán theo suất phụ tải trên một đợn bị chiều dài được chiếu sáng

Khu này có diện tích khoảng 10974 m2 Hệ thống chiếu sáng được bố trí ở các lối

đi trong công viên với tổng chiều dài 590m (mỗi công viên có 5 lối đi dọc theo cạnh chiều dài của khu đất công viên)

Suất phụ tải tính toán cho loại phụ tải này là P0 = 10 (W/m)

Trang 26

 Khu 1

b Tính toán tâm phụ tải khu vực T1

Tâm phụ tải điện là vị trí mà khi đặt máy biến áp, tủ phân phối điện sẽ đảm bảo tổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất Do đó, xác định tâm phụ tải điện là nhằm mục đích xác định vị trí đặt máy biến áp, tủ phân phối điện

Tuy nhiên, tuỳ theo mặt bằng thực tế, nhu cầu sử dụng điện mà khi chọn vị trí đặt máy biến áp hoặc tủ phân phối chúng ta có thể dịch chuyển vị trí các thiết bị sao cho hợp

lý, thuận tiện lắp đặt, vận hành sửa chữa, không gây cản trở lối đi và phải an toàn cho người sử dụng

Công thức xác định tâm phụ tải :

S

S x

S y

Trong đó :

Tâm phụ tải khu vực 1:

Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ O tại góc bên trái bản vẽ Toạ độ trọng tâm của các lô được cho trong bảng sau :

Trang 27

Bảng 4.1 Vị trí phân bố phụ tải khu 1 Điểm X(m) Y (m)

Trang 28

Ks hệ số đồng thời giữa các thiết bị điện trong nhà lấy bằng 0,8( trang 146 sách

Từ tủ hạ thế LA 2 – 1 đến LA 2 – 8 phân phối đều cho các hộ, 1 tủ phân phối cho 5

hộ với công suất biểu kiến tính toán :

∑

Trong đó :

Từ tủ hạ thế LA 2 – 9 đến LA 2 – 13 phân phối đều cho các hộ, 1 tủ phân phối cho 3 hộ với công suất biểu kiến tính toán :

∑

Trang 29

S

S x

S y

Trong đó :

Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ O tại góc bên trái bản vẽ Toạ độ trọng tâm của các lô được cho trong bảng sau :

Trang 30

Ks hệ số đồng thời giữa các thiết bị điện trong nhà lấy bằng 0,8( trang 146 sách

∑

Trong đó :

∑

Từ tủ hạ thế LA 1-15 cấp điện cho công viên 3 54x73m

Trang 31

Căn cứ vào mặt bằng thực tế và việc phân vùng 2 để cấp điện cho các phụ tải chiếu áng thuộc khu vực công viên 1 khu này có diện tích khoảng 3942 m2

hệ thống chiếu sáng được bố trí ở các lối đi trong công viên với tổng chiều dài 340m

Suất phụ tải tính toán cho loại phụ tải này là P0 = 10 (W/m)

 Khu 3

S

S x

S y

Trong đó :

Trang 32

+ Xi, Yi : Hoàng độ và tung độ của lô thứ i trên trục toạ độ đã đƣợc chọn

Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ O tại góc bên trái bản vẽ Toạ độ trọng tâm của các lô đƣợc cho trong bảng sau :

Trang 33

4.3.4 Phụ tải tính toán toàn dự án



 √   √

Trang 34

CHƯƠNG 5: CHỌN TRẠM BIẾN ÁP

5.1 Khái quát trạm biến áp

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 điện và truyền tải điện năng thống nhất Dung lượng của máy biến áp , vị trí , số lượng và phương thức vận hành của các trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu về kinh tế , kỷ thuật của hệ thống cung cấp điện Do đó việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện

Dung lượng các tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó , vào cấp điện áp của mạng , vào phương thức vận hành của máy biến áp … Vì vậy việc lựa chọn một trạm biến áp , cần phải xét tới nhiều mặt và phải tiến hành tính toán so sánh kinh tế , kỷ thuật giữa các phương án được đề ra Gồm có hai loại trạm biến áp :

Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau đây

Trang 35

5.1.1 Các thông số đặc trƣng của máy biến áp :

a Công suất định mức P đm :

Là công suất liên tục đi qua máy biến áp trong suốt thời gian phục vụ của nó ứng với các điều kiện tiêu chuẩn : Điện áp định mức , tần số định mức và nhiệt độ môi trừng làm mát định mức

b Điện áp định mức U đm

Điện áp định mức của cuộn dây sơ cấp máy biến áp là điện áp giữa các pha của nó khi cuộn dây thứ cấp bị hở mạch và có điện áp bằng điện áp định mức thứ cấp

c Hệ số biến áp :

Hệ số biến áp K đƣợc xác định bằng tỷ số giữa điện áp định mức của cuộn dây cao

áp với điện áp định mức của cuộn dây hạ áp

√

Trang 36

nghiêm trọng hơn do quá áp khí quyển Do đó không cần thí nghiệm khả năng chịu quá

áp do đóng cắt

h Tổ nối dây :

Tổ nối dây của máy biến áp được hình thành do sự phối hợp kiểu nối dây sơ cấp với kiểu nối dây thứ cấp Nó biểu thị góc lệch pha giứa các sức điện động cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp của máy biến áp Góc lệch pha phụ thuộc vào chiều cuốn dây , cách ký hiệu các đầu dây , kiểu nối dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp Cách nối dây hình sao Y hay tam giác với những thứ tự khác nhau mà góc lệch pha giữa các sức điện động của cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp có thể là 30o , 60o ,…3600 Trong máy biến áp ba pha cũng như một pha thường cuộn dây điện áp thấp nối tam giác để bù sống điều hoà bậc ba của dòng từ hoá Cuộn dây cao áp và trung áp nối hình sao Do cuộn hạ

áp nối tam giác nên tiết diện dây dẫn nhỏ hơn rất nhiều , vì khi đó dòng trong các pha giảm đi 3 lần so với dòng dây Cuộn dây cao và trung nối hình sao nên số vòng dây giảm 3 lần , nên không những giảm được khối lượng mà còn tiết kiệm được cả cách điện

Các ký hiệu trong tổ nối dây hình sao , hình tam giác và hình sao liên kết , theo ký hiệu chữ , số quy định bởi IEC

Ký hiệu này đọc từ trái sang phải , chữ cái đầu chỉ cuộn áp lớn nhất , chữ cái thứ hai chỉ mức kế tiếp

Các chữ cái viết hoa chỉ cuộn có áp lớn nhất :

Trang 37

a Trạm biến áp ngoài trời :

Ở trạm này , các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ngoài trời , còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối phần hạ thế Xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm được kinh phí xây dựng hơn so với xây dựng trạm trong nhà

b Trạm biến áp trong nhà :

Ở trạm này , tất cả các thiết bị điện đều đặt trong nhà , về chức năng trạm biến áp được chia thành trạm trung gian ( Trạm khu vực ), và trạm phân phối ( Trạm phân xưởng )

Trang 38

f Trạm giàn :

Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp được đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha ( 375KVA) hay một máy biến áp ba pha (400KVA) , cấp điện áp 1522/0,4KV Phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp , tủ phân phối hạ áp đặt trên giàn giữa hai cột đường dây đến có thể là đường dây trên không hay đường cáp ngầm Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu dân cư hay phân xưởng

5.1.3 Chọn vị trí , số lượng công suất trạm biến áp :

Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu

tư của hệ thống điện Vì vậy việc chọn vị trí , số lượng và công suất định mức của máy biến áp là việc làm rất quan trọng Để chọn máy biến áp cần đưa ra một số phương án có xét đến tính ràng buộc và tiến hành tính toán so sánh kinh tế - kỷ thuật để chọn phương

án tối ưu

a Chọn vị trí trạm biến áp :

Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét đến các yêu cầu :

- Vị trí trạm biến áp nên gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến

- An toàn và liên tục trong cung cấp điện

- Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng

Trang 39

- Vốn đầu tư và chi phí vận hành hằng năm là bé nhất

- Sơ đồ nối dây trạm đơn giản, chú ý đến sự phát triển của phụ tải sau này

Trong thực tế , việc đạt tất cả các yêu cầu trên là rất khó khăn Do đó , cần xem xét và cân nhắc các điều kiện thực tế để có thể chọn phương án hợp lý nhất

b Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp :

Số lượng máy biến áp trong trạm biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :

- Yêu cầu về liên tục cung cấp điện của phụ tải

- Yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp hợp lý

- Yêu cầu về vận hành kinh tế trạm biến áp

Tuy nhiên để đơn giản trong vận hành , số lượng máy biến áp trong một trạm biến

áp không nên quá ba máy và các máy biến áp này nên có cùng chủng loại và công suất

Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp nên đồng nhất (Hay ít chủng loại ) , để giảm số lượng máy biến áp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt , vận hành

c Bảo đảm an toàn và liên tục trong cung cấp điện :

Để đảm bảo yêu cầu này, ta có thể dự kiến thêm một đường dây phụ nối từ thanh cái điện áp thấp của một trạm khác Hoặc chúng ta có thể bố trí thêm một máy dự trữ, trong trường hợp có sự cố, máy này sẽ vận hành

Về phương diện công suất, ở chế độ bình thường thì cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trường hợp sự cố một máy thì sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về một máy không bị

sự cố, khi đó ta phải sử dụng khả năng quá tải của máy biến áp hoặc ta sẽ ngắt các hộ tiệu thụ không quan trọng

d Tổn thất công suất trong máy biến áp:

Trang 40

S : công suất phụ tải

Sđm : công suất định mức máy biến áp

e Tổn thất điện năng trong máy biến áp :

' '( )2.

ñm

S

S P t P

: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do công suất phản kháng gây ra

t : thời gian vận hành máy biến áp, lấy t = 8760 giờ

 : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất, có thể xác định theo công thức kinh nghiệm của Kezevits nhƣ sau :

 (0,124Tmax.104)2.8760

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (giờ)

Các trạm biến áp trong khu dân cƣ cung cấp cho phụ tải sinh hoạt, chiếu sáng đô thị nên có thể chọn Tmax = 5000 giờ Theo giáo trình cung cấp điện – Nguyễn Xuân Phú trang 14

Khi có n máy biến áp giống nhau làm việc song song

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	1,17 MB