BÀI tập lớn đề tài THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO KHU đô THỊ KIẾN HƯNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ KIẾN HƯNG Sinh viên thực : Nhóm Lớp : Trang bị điện – điện tử Khóa : K25.1 Giáo viên hướng dẫn : TS Đặng Việt Phúc Hà Nội - 2022 download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC LỜI NÓIĐẦU THIẾT KẾ ĐIỆN HẠ TẦNG MẠNG TRUNG ÁP VÀ MẠNG HẠÁP .5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ 1.Tên dự án……………………………………………………………………… Các yêu cầu chung tiêu chuẩn thiết kế……………………………………… 2.1 Các yêu cầu chung………………………………………………………… 2.2 Về lưới điện …………………………………………………………………7 2.3.Tiêu chuẩn thiết kế………………………………………………………… CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐÔTHỊ Đặt vấn đề Khái niệm chung phụ tải điện: 10 3.Tính tốn phụ tải tồn khu quy hoạch 10 3.1.Tiêu chuẩn cấp điện cho đối tượng khu đô thị 10 3.2.Phụ tải tính tốn tồn khu quy hoạch 11 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUNG ÁP 22/0,4KV 14 1.Đặt vấn đề: 14 2.Yêu cầu thiết kế mạng lưới trung áp cho khu đô thị 15 2.1 Vị trí đặt trạm biến áp 15 2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp: 15 2.3.Chọn máy biến áp,trạm biến áp 16 2.4 Chọn cáp dây dẫn 16 2.5Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị 17 3.TÍnh tốn chọn cáp trung áp 21 3.1Chọn cáp trung áp 21 3.2.Tổn thất công suất điện đường dây: 23 4.Lựa chọn thiết bị bảo vệ 23 download by : skknchat@gmail.com 4.1.Lựa chọn máy cắt máy cắt liên lạc 23 4.2 Lưa chọn cầu dao phụ tải 25 4.3.Lưa chọn cầu chì trung áp : 26 5.Tính tốn ngắn mạch 27 5.1 Đặt vấn đề: 27 5.2 Tính tốn ngắn mạch phía trung áp 27 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN QUY HOẠCH HẠ TẦNG MẠNG HẠ ÁP 22/0,4KV 30 Đặt vấnđề 30 2.Chọn phương án thiết kế, dây mạng hạ áp 30 3.Tính tốn phụ tải chọn tủ điện hạ áp 31 3.1.Tính tốn phụ tải phân phối cho tủ hạ áp 31 2.Chọn tủ điện hạ áp 33 4.Lựa chọn cáp thiết bị bảo vệ hạ áp 33 1.Lựa chọn thiết bị bảo vệ 33 4.2 Chọn aptomat cho tủ hạ áp 34 Lưa chọn dây cáp 36 CHƯƠNG V : TÍNH CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG………………………………38 download by : skknchat@gmail.com LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước ngành cơng nghiệp kỹ thuật điện đóng vai trị đặc biệt quan trọng, điện nguồn lượng dùng rộng rãi kinh tế quốc dân Việt Nam nhập vào tổ chức thương mại giới Đây động lực mạnh mẽ giúp kinh tế nước ta tăng trưởng mạnh tương lai, làm cho q trình thị hóa nước ta diễn nhanh chóng Để đáp ứng cho trình ấy, yếu tố cần thiết phải xây dựng khu đô thị nhằm giải nhu cầu nhà ngày tăng cao người dân Các khu đô thị ngày đại, đồng hoàn chỉnh với nhiều dịch vụ, trước xây dựng tịa nhà khu dân cư thị cần phải thiết kế, xây dựng sở hạ tầng, có hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho q trình thi cơng nhu cầu tiêu thụ điện sau người dân khu đô thị Hệ thống cung cấp điện cho khu thị mới, đại có u cầu cao mặt như: an toàn điện, chất lượng điện, độ tin cậy cấp điện đảm bảo mỹ quan thị u cầu người kĩ sư thiết kế cấp điện phải có trình độ chuyên môn cao, không ngừng học tập, tiếp thu công nghệ Xuất phát từ ý định công việc sau trường, em chọn hướng giao tập lớn là: “THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ KIẾN HƯNG” Nội dung gồm: - Tổng quan khu đô thị - Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng trung áp - Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng hạ áp Do trình độ thời gian có hạn, nên q trình làm em khơng tránh khỏi nhiều sai sót, kính mong thầy mơn tận tình bảo giúp đỡ em hồn thành để em có thêm kiến thức quý báu cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô môn Trang bị điện tất thầy cô khoa Điện – Điện Tử giảng dạy kiến thức chuyên môn làm sở tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất tập Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Đặng Việt Phúc trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện nhiệt tình giúp đỡ em hồn thành tập Hà Nội, ngày tháng năm 2022 download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐƠ THỊ Tên, vị trí dự án - Dự án : Khu C khu đô thị Kiến Hưng Luxury - Cơng trình : Khu thị Kiến Hưng - Vị trí : Phường Kiến Hưng , Quận Hà Đơng, Thành Phố Hà Nội Cạnh Phường Mậu Lương, Hà Đông Khu vực điều chỉnh quy ô đất quy hoạch thuộc khu C – khu đô thị Kiến Hưng, Phường Kiến Hưng, quận Hà Đơng, Hà Nội Có phạm vi ranh giới sau: Sơ đồ phân khu quy hoạch - Phía Bắc giáp khu đât quy hoach; - Phía Tây giáp tuyến đường Phúc La - Văn Phú - Phía Đơng giáp khu gian dân Mâu Lương; download by : skknchat@gmail.com - Phía Nam giáp khu giãn dân Kiến Hưng; * Quy mơ nghiên cứu: Diện tích khu đất điều chỉnh quy hoạch cục khoảng 54.663 m2 Dân số khu ô đất điều chỉnh quy hoạch: 1.656 người Các yêu cầu chung tiêu chuẩn thiết kế Các yêu cầu chung Bất phương án hay dự án phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: a Độ tin cậy cung cấp điện Đó mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất hộ dùng điện - Hộ loại 1: Là hộ quan trọng không để điện, xảy điện gây hậu nghiêm trọng (như : sân bay ,đại sứ quán ,… ) - Hộ loại 2: Là hộ mà xảy điện gây thua thiệt kinh tế quan trọng không quan trọng nhiều hộ loại (như: khách sạn, trung tâm thương mại ) - Hộ loại 3: Là hộ không quan trọng cho phép điện tạm thời cần thiết (như : khu sinh hoạt đo thị ,nông thôn ) b Chất lượng điện Chất lượng điện thể tiêu chí tần số (Hz) điện áp (U) Một phương án có chất lượng điện tối đa phương án đảm bảo tần số điện áp nằm giới hạn cho phép Để đảm bảo cho thiết bị dùng điện làm việc bình thường cần yêu cầu đặt : ∆U ∆U bt sc ≤ %Uđm ≤10 %U đm c Kinh tế Tính kinh tế phương án thể tiêu : Vốn đầu tư phí vận hành Phương án cấp điện tối ưu phương án tổng hòa đại lượng phương án có chi phí tính tốn hang năm nhỏ Z=(avh +ath) K +c ∆ A →min Trong đó: download by : skknchat@gmail.com a vh :Hệ số vận hành, với (đường dây không), cấp điện áp lấy 0,04 với cáp trạm biến áp a th :Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn a = T tc tc K : Vốn đầu tư ∆ A :Tổn thất điện năm c : Giá điện tổn thất điện (đ/kWh) d An toàn điện An tồn điện vấn đề quan trọng, chí phải đặt lên hàng đầu thiết kế lắp đặt, vận hành cơng trình điện 2.2 : Về lưới điện A : Mạng trung áp 22kv , 35kv Hình : Sơ đồ cấu trúc nguồn trung áp Hình : Sơ đồ nguyên lý cấu trúc download by : skknchat@gmail.com với lư - Có trạm biến áp trung gian 22kv Trạm đặt nơi công cộng thống khí nhiều xanh Cáp ngầm vỉa hè, lòng đường luồn ống nhựa siêu bền B : Mạng hạ áp 0,4kv - Mạng hạ áp TBA hệ thống cấp điện theo kiểu hình tia Tại tủ điện hạ áp tổng lơ đất cấp điện theo kiểu hình nhánh Mỗi tủ hạ áp cấp tối đa 12 căn, thường đặt đầu lơ đất Cáp ngầm vỉa hè, lịng đường phải luồn ống nhựa siêu bền Hình : Sơ đồ nguyên lý TBA Hình : Sơ đồ nguyên lý cấp tủ điện 2.3 Các tiêu chuẩn thiết kế download by : skknchat@gmail.com (iii) Các tiêu chuẩn điện TT Tiêuchuẩn Quy phạm trang bị điện Bộ Công nghiệp ban hành Cáp điện lực ngầm đất, phương pháp lắp đặt; Quy chuẩn Quốc gia cơng trình hạ tầng kỹ thuật đô thị Tiêu chuẩn Quốc gia đặt thiết bị điện nhà Cáp điện lực ngầm đất, phương pháp lắp đặt; Quy chuẩn Quốc gia kỹ thuật điện, tập Thi cơng cơng trình điện Đặt đường dẫn điện nhà cơng trình cơng cộng - Tiêu chuẩn thiết kế; Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia kỹ thuật điện – tập – Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy hoạch xây dựng (iv) Các tiêu chuẩn chiếu sáng TT Tiêuchuẩn Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường thị Chiếu sáng nhân tạo bên ngồi cơng trình cơng cộng kỹ thuật hạ tầng thị – Tiêu chuẩn thiết kế Đèn điện chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật chung CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐƠ THỊ Đặt vấn đề download by : skknchat@gmail.com - Khi thiết kế cung cấp điện cho mơt cơng trình (cụ thể khu thị mà ta thiết kế) nhiệm vụ người thiết kế phải xác định nhu cầu điện phụ tải cơng trình - Tùy theo quy mơ cơng trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế cịn phải tính đến khả phát triển tương lai Cụ thể muốn xác định phụ tải điện cho khu thị chủ yếu dựa vào diện tích (diện tích sàn, diện tích mặt bằng), mục đích sử dụng, tính chất hạng mục xây dựng khu thị đồng thời tính đến khả phát triển tương lai để có tính tốn dự phịng hợp lý - Xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó quan trọng Bởi , phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có khả dẫn đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu gây lãng phí khơng kinh tế Khái niệm chung phụ tải điện Phụ tải điện công suất tác dụng P công suất phản kháng Q yêu cầu điểm lưới điện điện áp định mức gọi điểm đặt hay điểm đầu phụ tải Phụ tải điện dùng chung hộ dùng điện thiết bị điện - Khái niệm phụ tải tính tốn: Phụ tải cần xác định giai đoạn tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi phụ tải tính tốn A Cơng suất định mức: Pđ(Kw), Qđ(Kvar),Sđ(Kva) công suất nhà sản suất đưa ra, dựa vào cách tính tốn phụ tải điện để xác định Cơng suất có đặc điểm công suất lớn phụ tải Pd = poH B Cơng suất tính tốn: Ptt(kW), Qtt(kVar),Stt(kVa) cơng suất có tính đến hệ số đồng thời thiết bị sử dụng thời gian Ptt = KdtPd Kđt : hệ số đồng thời thiết bị sử dụng thời gian, tra TCVN9206 C Công suất thực tế : Là công suất có phụ tải đưa vào sử dụng download by : skknchat@gmail.com TPP8.1 TPP8.2 TPP9.1 TPP9.2 10 TPP10.1 TPP10.2 STT Ký Hiệu 10 TPP10.3 11 TPP11.1 TPP11.2 TPP11.3 TPP11.4 TPP11.5 TPP11.6 12 TPP12.1 TPP12.2 TPP12.3 13 TPP13.1 TPP13.2 TPP13.3 14 TPP14.1 TPP14.2 TPP14.3 15 TPP15.1 TPP15.2 TPP15.3 download by : skknchat@gmail.com 16 TPP16.1 TPP16.2 17 TPP17 18 TPP18 19 TPP19 2.Chọn tủ điện hạ áp Tủ điện hạ áp chọn tủ Việt Nam chế tạo, dùng cấp điện cho khu; hạng mục khu đô thị Các tủ lắp sẵn thiết bị đóng cắt theo sơ đồ chuẩn Tủ có thơng số sau : Loại tủ Tủ động lực 4.Lựa chọn cáp thiết bị bảo vệ hạ áp 4.1.Lựa chọn thiết bị bảo vệ Điều kiện để chọn aptomat : IđmAP Itt (*) UđmAP Uđml (**) Trong đó: Itt dịng điện tính tốn mà ta xác định Uđml điện áp định mức lưới điện Uđml= 0,4(KV)=400(V) IđmAP, UđmAP dòng áp định mức aptomat cần lựa chọn phân thành cấp nhà sản xuất quy định Việc lựa chọn aptomat phân loại sau: Lựa chọn aptomat cho tủ phân phối:Bao gồm aptomat tổng tủ aptomat hộ mà tủ cung cấp Lựa chọn aptomat cho tủ điện tổng: Bao gồm aptomat tổng tủ lựa chọn vào máy biến áp aptomat nhánh(lộ) lựa chọn vào phụ tải tủ điện mà nhánh cung cấp điện Lựa chọn Aptomat liên lạc 4.1.1.Lựa chọn aptomat cho hộ gia đình khu dân cư download by : skknchat@gmail.com Đối với hộ gia đình hộ gia đình có cơng suất 6kW hộ khu đất nhà liền kề 9kW với hộ khu đất nhà biệt thự mặt khác hộ sử dụng điện áp pha Uđml=Ufa=230(V)(vì máy biến áp đấu kiểu Y/Y), aptomat lựa chọn aptomat pha Cơng suất hộ tính theo biểu thức: Ptt=Ufa.Itt.cos (cos =0,8) Do aptomat tất hộ ta chọn giống hộ dùng aptomat đủ Dòng điện tính tốn cho hộ sau: Đối với nhà liền kề Itt1 = (6x1000 ) / (230x0.8) = 32.6 (A) Đối với nhà biệt thự: Itt2 = (9x1000 ) / (230x0.8) = 48.9 (A) Do ta có aptomat l pha cho hộ gia đình sau : Loại Aptomat EZC100H1040,1P,40A EZC100H1050,1P,50A 4.2 Chọn aptomat cho tủ hạ áp Ta có dịng điện tính tốn tủ điện : Trong : Stt : cơng suất t nh toán tủ điện Uđm = 0.4kV Để lựa chọn aptomat cho tủ điện hạ áp ta chọn theo điều kiện Iđm ≥It Tính chọn aptomat cho lộ TBA T10 cấp điện cho trường học (CCCT16).Theo bảng tính nhu cầu sử dụng điện ta có: Stt=25.52 (KVA) Imax=36.83 (A) Tạo bảng download by : skknchat@gmail.com STT Tên phụ tải TPP1 STT Tên phụ tải 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 download by : skknchat@gmail.com 23 24 25 26 27 28 29 STT Tên phụ tải 30 31 32 33 34 35 36 37 5.lựa chọn cáp hạ áp cho MBA Điều kiện phát nóng cho phép Dịng điện lớn chạy qua cáp tổng Khoảng cách cáp rãnh cách 300mm k1 = , k2 = 0.87 IATM 1600 download by : skknchat@gmail.com 1600 1600 Lựa chọn dây cáp đến TPP Cáp tổng từ máy biến áp đến TPP1 với Stt = 81 (kVA) Điều kiện phát nóng cho phép Dịng điện lớn chạy qua cáp tổng Imax= 90.93 (A) Khoảng cách cáp rãnh cách 300mm k1 = , k2 = 0.87 Chọn cáp đồng cách điện PVC loại 30mm có Uđm= 2000v , Iđm = 121 (A) Tính toán tương tự ta bảng : STT Tủ TPP1 TPP2 TPP3 TPP4 TPP5 TPP6 TPP7 TPP8.1 TPP8.2 10 TPP9.1 download by : skknchat@gmail.com 11 TPP9.2 12 TPP10.1 13 TPP10.2 14 TPP10.3 15 TPP11.1 16 TPP11.2 17 TPP11.3 18 TPP11.4 STT Tủ 19 TPP11.5 20 TPP11.6 21 TPP12.1 22 TPP12.2 23 TPP12.3 24 TPP13.1 25 TPP13.2 26 TPP13.3 27 TPP14.1 28 TPP14.2 29 TPP14.3 30 TPP15.1 31 TPP15.2 download by : skknchat@gmail.com 32 TPP15.3 33 TPP16.1 34 TPP16.2 35 TPP17 36 TPP18 37 TPP19 CHƯƠNG V : TÍNH CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG Các điều kiện tính tốn giả định : Sử dụng phương án pha dây đêm khuya tắt pha Chế độ vận hành buổi tối : Thông thường từ 16h- 23h , điều chỉnh thời gian thích hợp theo mùa Trong chế độ vận hành buổi tối : Có thể bật tất đèn tuyến Chế độ vận hành đêm khuya : Tắt 1/3 số đèn cách tắt pha , đèn phân bố A, B, C cần tính chế độ buổi tối đêm khuya Với phụ tải phân bố tính tốn phụ tải tương đương tổng công suất đèn tuyến Lựa chọn bóng đèn Loại đèn cao áp 80w Cột cao 8m Độ dài đèn 27m - Kiểm tra tổn thất cho nhánh U max = 5% Dộ dài khung đường cần lắp đặt 1000m  nhánh = 330m Với khoảng cách đèn 27m ta có 36 bóng 80W P = 2.99 kW Momen phụ tải M = P x Ltt Mà Ltt = L/2  M = 493.35 kWm Tổn thất điện áp Utt = M/ C x S x cosɸ Trong : - P : cơng suất tuyến đèn Ltt chiều dài tính tốn theo sơ đồ tương đương L/2 - Hệ số tra bảng với lõi đồng cấp điện 380/220V, phụ tải pha cân bằng, hệ số C =83 S tiết diện lõi cáp  S = 10 Cos ɸ hệ số với lắp đặt đèn nhà sản xuất = 0.8  Utt = 0.7435% download by : skknchat@gmail.com Kết luận : U max lớn Utt Đảm bảo tuyến sáng vận hành an toàn bật tất đèn Với trường hợp tắt pha Với khoảng cách đèn 27m ta có 24 bóng 80W P = 2.11 kW Momen phụ tải M = P x Ltt M= 696.69 (kWm) Tổn thất điện áp Utt = M/ C x S x cosɸ = 1.05% Kết luận : U max lớn Utt Đảm bảo tuyến sáng vận hành an toàn bật tất đèn download by : skknchat@gmail.com ... nhà khu dân cư thị cần phải thiết kế, xây dựng sở hạ tầng, có hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho q trình thi cơng nhu cầu tiêu thụ điện sau người dân khu đô thị Hệ thống cung cấp điện cho khu. .. học tập, tiếp thu công nghệ Xuất phát từ ý định công việc sau trường, em chọn hướng giao tập lớn là: “THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ KIẾN HƯNG” Nội dung gồm: - Tổng quan khu đô thị. .. vỉa hè đường để tiện cho việc cấp điện di dây, cáp điện 2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp: - Máy biến áp thiết bị cần thiết quan trọng hệ thống cung cấp điện cho khu đô thị Máy biến áp đư