Tài liệu Đề tài: Hệ thống cung cấp điện pdf

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, tạo ra những tiền đề cơ bản để bước vào thời kỳ mới, thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Với hoàn cảnh ấy nghành điện đóng một vai trò then chốt, là đầu vào không thể thiếu của nhiều nghành sản xuất công nghiệp. Nhu cầu về điện năng không ngừng gia tăng về số lượng mà ngày càng đòi hỏi chất lượng, độ tin cậy và an toàn cao của hệ thống cung cấp điện. Thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải điện là vấn đề không hề đơn giản, đòi hỏi ở người thiết kế nhiều yếu tố với mục đích cuối cùng là đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật với giá thành phù hợp nhất có thể. Đồ án môn học Cung Cấp Điện là một bước làm quen của sinh viên nghành hệ thống điện về lĩnh vực thíêt kế cấp điện trong đó thiết kế cấp điện cho chung cư cao tầng là một đề tài khá mới có nhiều vấn đề phức tạp. Trong những năm học tập ở trường cũng như trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp em luôn nhận được sự dạy bảo, giúp đỡ tận tình của các Thầy, các Cô trong bộ môn Hệ thống điện, đặc biệt là sự hướng dẫn của TS. Trần Quang Khánh đã giúp em hoàn thành bản đồ án. SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 1 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Mặc dù đã rất cố gắng, song do hạn chế về kiến thức nên chắc chắn bản đồ án môn học của em còn nhiều khiếm khuyết, em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy, các Cô. Em xin chân thành cảm ơn T.S Trần Quang Khánh và các thầy, các cô trong bộ môn Hệ thống điện. Sinh viên thực hiện Phạm Quang Mậu SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH PHẦN NỘI DUNG A.ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện cho một chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn.Chung cư có N tầng.Mỗi tầng có n h căn hộ,công suất trung bình tiêu thụ mỗi hộ có diện tích 70 m 2 là p 0 ,kW/hộ.Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H,m Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng năm lần chiều cao của toà nhà,suất công suất chiếu sáng là:p 0cs2 =0,03 kW/m.Khoảng cách từ đầu nguồn đấu điện đến tường của toà nhà là L(mét). -Toàn bộ chung cư có n tm thang máy gồm hai loại nhỏ và lớn,công suất mỗi thang máy với hệ số tiếp điện là 6,0 = ε ;hệ số cos .65,0 = ϕ Thời gian sử dụng công suất cực đại là T M h/năm. -Hệ thống máy bơm bao gồm: +Bơm sinh hoạt +Bơm thoát nước +Bơm cứu hoả +Bơm bể bơi Thời gian mất điện trung bình trong năm là t f =24h SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 3 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Suất thiệt hại do mất điện là: g th =4500 đ Chu kỳ thiết kế là 7 năm .Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính P t = P 0 [1+a(t-t 0 )] với suất tăng trung bình hàng năm là a=4,5% Hệ số chiết khấu i =0,1 Giá thành tổn thất điện năng : c ∆ =1800 đ/kWh Giá mua điện g m =1000đ/kWh;Giá bán điện g b =1500 đ/kWh. Các số liệu khác được lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện. Bảng số liệu thiết kế cho chung cư: Họ Tên Tên đệm số tầng 70 100 120 Nhỏ Lớn Cấp nước sinh hoạt Thoát nước Bể bơi Cứu hoả H, m T M, h L, m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 4 2 2 2x5,5 16 2x16+3x5,6 2.5,5 2x4,5 20 3,9 4450 110 B.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 4 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG I TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI 1.Lý luận chung Phụ tải của các khu chung cư bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt (bao gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỷ phần lớn hơn so với phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt phụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại trang bị thấp.Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư được xác định theo biểu thức: ∑ = = N i hiiđtccsh knPkkP 1 0 Trong đó: P 0 – suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo bảng 10.pl, kW/hộ (phụ lục); N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích; n i – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau); k hi –hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn F tc (tăng thêm 1% cho mỗi m 2 quá tiêu chuẩn): k hi = 1+(F i -F tc ).0,01 F i – diện tích của căn hộ loại i, m 2 ; SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 5 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH k cc – hệ số tính đến phụ tải dịch vụ và chiếu sáng chung (lấy bằng k cc =1,05); k đt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt, thông thoáng v.v. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thức: P đl = k nc.dl (Р tm ∑ . + P vs.kt ) , Trong đó: P đl – công suất tính toán của phụ tải động lực, kW; k nc.dl – hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9; P tm ∑ - công suất tính toán của các thang máy; P vs.kt – công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật. Công suất tính toán của các thang máy P tm ∑ , xác định theo biểu thức: ∑ = Σ ct i n tmtmnctm PkP 1 . Trong đó: k nc.tm – hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl; п ct – số lượng thang máy; Р tmi – công suất của thang máy thứ i, kW. SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 6 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức: ε tmntm PP . = Trong đó: P n.tm – công suất định mức của động cơ thang máy, kW; ε - hệ số tiếp điện của thang máy. Công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (động cơ bơm nước, máy quạt và các thiết bị khác) được xác định theo biểu thức: ∑ = vs n vsncktvs PkP 1 n.vsi Hệ số k nc.vs – hệ số nhu cầu của các thiết bị vệ sinh kỹ thuật, được xác định theo bảng 3.pl. Phụ tải tính toán của toàn bộ toà nhà được xác định bằng cách tổng hợp các thành phần phụ tải có xét đến tính chất của các loại phụ tải .Trong trường hợp chung, để đơn giản, phụ tải tính toán của tòa nhà có thể được xác định theo biểu thức: P ch = P sh + k tM P dl kW Trong đó: P sh – phụ tải sinh hoạt của các hộ gia đình trong chung cư; P dl – phụ tải động lực; SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 7 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH k tM – hệ số tham gia vào cực đại của phụ tải động lực (có thể lấy trong khoảng 0,8÷0,9). Tuy nhiên để tính toán phụ tải một cách chính xác nhất ta chọn phương pháp số gia để tổng hợp phụ tải cho chung cư. + Phương pháp số gia Phương pháp số gia được áp dụng thuận tiện khi các nhóm phụ tải có các tính chất khác nhau. Bảng số gia được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng thời và hệ số sử dụng (cho sẵn trong các sổ tay thiết kế). Phụ tải tổng hợp của 2 nhóm được xác định bằng cách cộng giá trị của phụ tải lớn với số gia của phụ tải bé. P 1-2 = P max + ∆P i P Σ = P 1 + ∆P 2 nếu P 1 > P 2 P Σ = P 2 + ∆P 1 nếu P 1 < P 2 21112 21221 PPkhiPkP PPkhiPkP P <+ >+ = Σ Hệ số k i được xác định: 41,0) 5 ( 04,0 −= i i P k ; đối với mạng điện hạ áp 38,0) 5 ( 04,0 −= i i P k ; đối với mạng điện cao áp 2.Phụ tải sinh hoạt SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 8 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tổng số căn hộ N hộ =N.n h =16.(4 +2 + 2)=128 hộ; Theo bảng 10.pl (Giáo trình Hệ Thống cung cấp điện - TS Trần Quang Khánh) ứng với nội thành thành phố lớn ,suất tiêu thị trung bình của hộ gia đình sử dụng bếp gas là P 0 =1,83 kW/hộ; Xác định phụ tải sinh hoạt của toà nhà chung cư : P sh = k cs .k dt .P 0 . ∑ = N i hii kn 1 . = k cs .k dt .P 0 .(n 1. k h1 +n 2. k h2 +n 3 .k h3 ) P sh =1,05.0,33.1,83.(32.1+ 16.1,3+ 16.1,5) = 48,7 kW Ứng với số hộ N hộ =128 hộ, hệ số k đt =0,33 (bảng 1.pl); n 1 - số căn hộ có diện tích 70 m 2 là 16.4=64 hộ; n 2 - số căn hộ có diện tích 100 m 2 là 16.2=32 hộ; n 3 - số căn hộ có diện tích 120 m 2 là 16.2=32 hộ; Trong đó k h1, k h2 ,k h3 lần lượt là các hệ số hiệu chỉnh đối với các căn hộ diện tích trên 70 m 2 tăng thêm 1% cho mỗi m 2 đối với căn hộ dùng bếp điện. k cs - hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%, tức k cs =1,05). k h1 =1 k h2 =1+(100-70).0,01= 1,3; k h3 =1+(120-70).0,01=1,5; SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 9 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tính phụ tải riêng cho mỗi tầng Công suất tính toán của mỗi tầng P tang = k cs .k dt .P 0 . ∑ = N i hii kn 1 . = 1,83.1,05.0,5(4.1+2.1,3+2.1,5) = 9,2 kW Hệ số đồng thời ứng với 8 hộ k đt = 0,5(bảng 1.pl[1]); Hệ số công suất cosφ sh = 0,96 (tgφ = 0,29) (bảng 9.pl[1]) Q tang = P tang .tgφ sh = 0,29.9,2 = 2,67 kVAr 3.Phụ tải động lực • Phụ tải thang máy: Trước hết cần quy giá trị công suất của các thang máy về chế độ làm việc dài hạn Thang máy có công suất nhỏ: P tm1 =P n.tm1. ε =5,5. 6,0 =4,26 kW Thang máy có công suất lớn: P tm2 =P n.tm2 . ε =16. 6,0 =12,39 kW ⇒ =Ρ ∑ tm k nc.tm . ∑ Ρ tmi =1.( 2.4,26+12,39)=20,91kW Hệ số k nc.tm xác định theo bảng 2.pl [1]: ứng với 3 thang máy nhà 16 tầng là k nc.tm = 1. SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 10 [...]... tải động lực nhưng với số liệu của đề bài, phụ tải động lực gồm nhiều máy bơm nước có công suất lớn nên ta thấy phụ tải động lực lại chiếm phần lớn hơn nên điều này là hoàn toàn hợp lý SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 14 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ TIẾT DIỆN DÂY DẪN SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 15 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG... đồ mạch vòng cung cấp điện cho tòa nhà với nguồn dự phòng qua các bộ chuyển mạch 1, PHẠM QUANG MẬU SVTH: 2 – đường dây cung cấp; 3 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch Page 17 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH + Phương án 2 Dùng sơ đồ loại hình tia có tự động đóng dự phòng ở tủ phân phối đầu vào 7 8 6 9 TĐDP 5 3 4 4 1 SVTH: PHẠM QUANG MẬU 2 Page 18 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN... cấp bởi đường dây 1 Khi xẩy ra sự cố trên đường dây 1, các phụ tải này sẽ cung cấp từ nguồn dự phòng đường dây 2 với sự trợ giúp của cơ cấu chuyển mạch 3 Khi xẩy ra sự cố SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 19 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH trên đường dây 2, thì phụ tải mắc trên thanh cái 7 sẽ được phục hồi nguồn cung cấp tự động do cơ cấu tự động đóng dự phòng (TĐDP) thực hiện + So sánh... ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 21 TPPĐN 9 6 18 1 20 Tầng 1 Tầng 2 ÷24 3 17 10 11 2 24 19 3 5 4 20 13 14 7 16 12 15 22 8 1P 1P 1P 2P 23 3P GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Hình 2.1: Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà 22 tầng 1 - Cáp vào nhà, dự phòng tương hỗ cho nhau; 2 – cơ cấu chuyển mạch; 3 – aptomat tổng; 4 -đường dây cung cấp điện cho các căn hộ; 5 – điểm đấu của các thiết bị dịch vụ chung; 6 – đường dây cung cấp... quy trình quy phạm hiện hành Các dây dẫn cung cấp điện cho các thiết bị một pha (dây pha và dây trung tính) phải có tiết diện bằng nhau Tiết diện dây bảo vệ PE không được nhỏ hơn tiết dây dây trung tính Các số liệu trên sơ đồ cho biết tiết diện dây dẫn và dòng điện bảo vệ của các đoạn dây và thiết bị tương ứng SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 26 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Chọn dây... dây dẫn, được xác định theo biểu thức: SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 27 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH ntbi I M = k đt ∑ I lv.i i =1 Trong đó: Ilv.i – dòng điện làm việc của thiết bị thứ i; kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào công suất và số lượng thiết bị điện được cung cấp; ntbi – số lượng thiết bị được cung cấp bởi đoạn dây xét Icp – giá trị dòng điện cho phép cực đại của dây dẫn... theo mật độ dòng điện kinh tế.Căn cứ vào số liệu ban đầu ứng với dây nhôm theo bảng 9.pl.BT sách bài tập cung cấp điện-Trần Quang Khánh chọn jkt = 1,1A/mm2 ( TM = 4600h/năm) Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định I= S 3.U = 139, 22 = 3,65 A 3.22 Tiết diện dây dẫn cần thiết I 3, 65 F = j = 1,1 = 3,32 mm2 kt SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 30 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Đối với đường... 09 ×62, 4.100 = 1,33% < 1,5% 3802 Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn b Phương án 2 Sơ đồ đường dây lên các tầng : SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 23 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Hình 2.2 L ………… Coi đường dây dọc lên các tầng có phụ tải phân bố đều ∆Ux1% = Q∑ x0 l1 2U 2 100 = 14, 2.0,1.62, 4 100 = 0,03 % 2.3802 ∆Ur2’% = ∆Ucp2% - ∆Ux2’% = 1,25 – 0,03= 1,22 % Tiết diện dây dẫn được xác định... 5,03.106 = 26,73.106 đ SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 25 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Tính toán tương tự cho phương án 2, kết quả được ghi trong bảng 2.1 sau đây: C.106 đ Z.106 đ 245 ∆A, kWh 3353,56 5,03 26,73 312 3820,68 5,73 8,98 Phương án L ,m V0.106 đ 1 530,4 2 62,4 So sánh kết quả tính toán ta thấy về kỹ thuật cả 2 phương án đều đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện Về kinh tế : tổng... phân phối tổng ∆U cf1 = 2%, từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng và từ tủ phân phối tầng đến các hộ gia đình đều bằng 1,25%.Dự định chọn cáp lõi đồng có độ dẫn điện γ = 54 mm2/Ω Chọn sơ bộ x0 = 0,1 Ω/km 2 Chọn dây dẫn đến các tầng SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 20 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH Có thể thực hiện theo 2 phương án : - Phương án 1: mỗi tầng đi một tuyến dây độc lập . ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ TIẾT DIỆN DÂY DẪN SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 15 ĐỒ ÁN CUNG CẤP. SVTH: PHẠM QUANG MẬU Page 2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD:TS.TRẦN QUANG KHÁNH PHẦN NỘI DUNG A.ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện cho một chung cư thuộc khu