NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ tên sinh viên : HOÀNG VĂN PHƯỚC MSSV : 00DDC081
Ngành :Điện Công Nghiệp Lớp :00DDCI
Giáo viên hướng dẫn : QUYỀN HUY ÁNH
Tên đề tài : THIÊT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU DÂN CƯ PHÚ MỸ
Nhận xét:
Ngày tháng năm 2006
Giáo viên hướng dẫn
Trang 2Họ tên sinh viên : HOÀNG VĂN PHƯỚC MSSY : 00DDC081
Ngành :Điện Công Nghiệp Lớp :00DDCI
Giáo viên phản biện :
Tên để tài : THIÊT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU DÂN CƯ PHÚ MỸ
Nhận xét:
Ngày tháng năm 2006
Trang 3LỜI CẢM ƠN
œsflIg›
Lời đầu tiên cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Quyền Huy
Ánh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đô án
Để đồ án đạt được đúng tin độ , bên cạnh sự nổ lực của bản thân và sự động viên khích lệ của gia đình và bạn bè là nguồn cổ vũ tỉnh thần hết sức quý báu
Em xin chân thành gởi đến toàn thể các thầy cô trong khoa Điện-Điện Tử , các
thầy cô đã tận tình dạy dỗ em trong suốt thời gian qua lời cảm ơn chân thành nhất vì đã giảng dạy cho em trong suốt thời gian ngôi trên ghế giảng đường ,
những kiến thức quý báu và đã tạo điều kiện cho em hồn thành đơ án bảo đảm đúng tín độ Cuối cùng em xin chúc quý thầy cô có nhiều sức khoẻ , để
tiếp tục cống hiến nhiều hơn nửa cho sự nghiệp giáo dục
Sinh viên thực hiện
Trang 4LỜI NÓI ĐẦU
eels
Trong công cuộc xây dung va phát triển đất nước , theo hướng công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng đóng một vai trò rất quan trọng Khi xây
dựng một thành phố , một khu kinh tế , một xí nghiệp và một khu dân cư thì
vấn đề thiết kế hệ thống cung cấp điện không thể không kể đến
Để đảm bảo cho việc sử dụng điện an toàn và đạt hiệu quả cao về kinh tế, thì đòi hồi người thiết kế cung cấp điện phải có đầy đủ những kiến thức kỷ năng
về lĩnh vực cung cấp điện Để đào tạo ra đội ngũ lao động vừa nắm vững kỷ năng chuyên môn vừa thông thạo kỷ năng thực hành, thì giáo dục tại các trường Đại học , Cao đẳng , Trung học hết sức quan trọng
Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ là một trong những trường đào tạo ra
đội ngũ đáp ứng được nhu cầu của xã hội
Với những kiến thức được tiếp thu ở nhà trường , sự nổ lực của bản thân và sự
hướng dẫn tận tình của thầy Quyền Huy Ánh, các thay cô trong khoa Điện- Điện Tử đã giúp em hoàn thành dé tai nay
Tuy nhiên đây là lân đầu tiên thiết kế nên không tránh khỏi những sai sót Em
rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn dé dé tai
hoàn thiện hơn
Sinh viên thực hiện
Trang 5Trang
CHUONG I: TONG QUAN
1.1 Giới thiệu về khu quy hoạch
1.1.1.Vi trí địa lý, diện tích đặc điểm của khu quy ty hoạch “
1.1.2 Địa hình , hệ thống giao thông của khu quy hoạch 1.2 Đặc điểm hệ thống điện hiện hữu 1.2.1 Nguồn điện Bee ee ee 1.2.2 Lưới dién In o0 1 1.2.4 Cáp ngầm trung thế 2 1.2.5 Cáp ngầm hạ thế we
1.2.6 Tình hình vận hành và phân phối eee
1.2.7 Tình hình phát triển lưới trung thế và tốc độ gia tăng của phụ tải 2
1.3 Giới hạn để tài 2.2 22.5221 2222 ZC222:2222202221202022E.C2EE.CErrrerzrxe 2
1.4 Nội dung để tài 2.5235 2e.,Ztg+ZYZ Ztztrerzrrritrererrrzrerrrrererirrzrerrsee 3
CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4
2.1 Khái niệm chung, 4
2.2 Các đại lượng cơ bản và hệ số tính toán sae
2.2.1 Các đại lượng cơ bản 4
2.2.2 Cac hé sé tinh todn 6
2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 8 2.3.1 Xác định phụ tải tính tốn P„ theo cơng suất đặt Pạ và hệ số nhu
680.118 .14:zŒ.H ) )HàH 9
2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng 9
2.3.3 Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp K„;„ và công suất xì u00 na 10 2.3.4 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích Sẩn Xuấtt -~c~e<errezez+zrzeirrzrrerexrrrrtrerrrrrxrerzrrrerrrrirerrrrererrirererr
2.4 Phân khu vực phụ tải cho khu quy hoạch 2.4.1 Phụ tải khu vực I
2.4.2 Phụ tải khu vực 2 sow
2.5 Xác định phụ tải tính toán cho khu quy v hoạch =
2.5.1 Xác định phụ tải tính toán cho khu vực I
2.5.2 Xác định phụ tải tính toán cho khu VựC 2 «-s«ss-«=«ireere=ereeres 2.6 Xác định phụ tải tính toán chiếu sáng đèn đường giao thông cho
2.6.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng đường giao thông khu vực I
Trang 62.8.1 Tâm phụ tải khu vực I 2.8.2 Tâm phụ tải khu vực 2
CHƯƠNG III: TRẠM BIẾN ÁP
3.1 Khái quát trạm biến áp
3.1.1 Các thông số đặc trưng của máy biến áp 3.1.2 Kết cấu trạm 3.1.3 Chon vi trí, số lượng và công suất trạm biến áp
3.2 Chọn vị trí đặt trạm biến áp cho khu quy hoạch .-=-5 3.2.1 Chon vi tri đặt trạm biến áp T:
3.2.2 Chon vi trí đặt trạm biến áp T; 3.3 Tính toán lựa chọn máy biến áp
3.3.1 Chọn Máy biến áp khu vực 1
3.3.2 Chọn Máy biến áp khu vực 2 - ss <e=+ztree=+zrezerrerrerrrrse
3.4 XAy dufng tram DIED Ap 8Š
CHUONG VI: CHON PHUONG AN VA CAC PHAN TU TRONG HE THONG DIEN Fh ng an di 4.2 Lựa chọn phương án cung cấp điện cho khu quy hoạch 4.2.1 Chọn điện áp định mức 4.2.2 Chọn nguồn điện 4.2.3 Chọn phương án cung cấp điện phía trung thế
4.2.4 Chọn phương án cung cấp điện phía hạ thế 4.3 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn
4.3.1 Chọn tiết diện dây dẫn phía trung á 4.3.2 Chọn tiết diện dây dẫn phía hạ áp 4.4 Chọn aptomat tổng và aptomat các tuyến dây
4.4.1 Chọn Aptomat tổng
4.4.2 Chọn Aptomat cho các tuyến dây - 4.5 Chọn thanh cái chính và thanh dẫn phía hạ áp
4.5.1 Chọn thanh cái chính
4.5.2 Chọn thanh dẫn cho các tuyến dây 2-5i.ecs-+=ze=+=i.xeeseetreere
CHƯƠNG V : TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 5.1 Khái quát chung
5.2 Các giả thuyết cơ bản để tính toán ngắn mạch
5.2.1 Các dạng ngắn mạch của hệ thống
5.2.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch
5.2.3 Mục đích của việc tính toán ngắn mach
5.2.4 Phương pháp tính toán ngắn mạch
5.2.5 Tính tổng trở các phần tử trong hệ thống
Trang 75.3.1 Tính toán ngắn mạch tại tử phân phối chính
5.3.2 Tính toán ngắn mạch tại tử động lực của các tuyến dây
CHƯƠNG VI : LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIỆN
6.1 Khái quát
6.2 Kiểm tra thanh cái và thanh dẫn theo điều kiện ổn định động
6.2.1 Kiểm tra thanh cái chính theo điều kiện ổn định động
6.2.2 Kiểm tra thanh dẫn cho các tuyến đây theo điều kiện ổn định động 80 6.3 Chọn khí cụ phía trung áp 6.3.1 Chọn cầu chì tự rơi 6.3.2 Chon chong sét van LA 6.3.3 Chọn dao cách ly DS 6.4 Chọn khí cụ phía hạ áp see
6.4.1 Chon thiét bi do GEM esssssscescescsssscscsecsscescnssescessscescnseeseuseesceesssensssesees
CHUONG VII: BU CÔNG SUAT PHAN KHANG 94
7.1 Ý nghĩa và biện pháp nâng cao hệ Số €0S ø -2-<2 z2-# 94
7.1.1 Ý nghĩa
Trang 9Chuong I:
TONG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU QUY HOẠCH :
1.1.1 Vị trí địa lý, điện tích đặc điểm của khu quy hoạch : -Vi tri dia ly :
Khu quy hoạch nhà ở , khu dân cư Phú Mỹ Hưng được xây dựng ở quận 7 thành phố Hồ Chí Minh Một bên nằm trên đường Huỳnh Tấn Phát , một bên nằm trên đường đi trung tâm Sài Gòn
- Diện tích :
Diện tích của khu quy hoạch nhà ở , khu dân cư Phú Mỹ toa lạc tại quận 7 với điện tích 46,89 ha
- Đặc điểm của khu quy hoạch :
Khu nhà ở Phú Mỹ bao gồm 15 lô ( A,B,C,D,E,F,G,H.I,J,K,LM,N,O ) với tổng số căn nhà 226 căn biệt thự, 240 căn hộ thuộc dãy nhà liên kế và 7 chung cư 9
tầng gồm 224 căn hộ, 1 trường phổ thông cấp 1, 1 mẫu giáo nhà trẻ, 1 bãi đậu xe du lịch 1.1.2 Địa hình , hệ thống giao thông của khu quy hoạch : - Địa hình : Địa hình của khu quy hoạch tương đối bằng phẳng , do công trình đã qua giai đoạn san lấp mặt bằng - Hệ thống giao thông :
Khu vực này nằm trong lưới giao thông chính của khu dân cư hiện hữu được bao quanh bỡi các đường : Đường Huỳnh Tấn Phát lộ giới 60m, đường Hoàng Quốc Việt nối dài có lộ giới 15m Do đó rất thuận lợi cho việc đi chuyển các phương tiện giao thông vận tải phục vụ tốt cho nhu cầu sẵn xuất, đi lại của người dân
1.2 DAC DIEM HE THONG ĐIỆN HIỆN HỮU : 1.2.1 Nguôn điện :
+ Khu nhà ở Phú Mỹ Hưng hiện chưa được cấp điện do đang trong giai đoạn quy hoạch xây dựng
+ Hiện tại xung quanh khu vực này được cấp nguồn từ trạm trung gian nhà bè 1.2.2 Lưới điện : + Trên đường Huỳnh Tấn Phát có tuyến dây bờ băng trạm trung gian nhà bè hiện hữu + Lưới hạ thế ABC dọc trên đường Huỳnh Tấn Phát 1.2.3 Dạng sơ đồ :
Lưới điện hiện hữu tại khu quy hoạch sử dụng sơ đồ hình tia có liên kết với
Trang 10hành và sữa chữa , để truyễển tải khi có tuyến đây bị mất nguồn hay có nhu cầu sữa
chữa đường dây
1.2.4 Cáp ngầm trung thế :
Hiện tại lưới điện trung thế hiện hữu khu vực trên chỉ có dây Bờ băng thuộc tram trung gian Nhà Bè đi qua Do điều kiện vị trí thuận lợi, thỏa mãn được các
yêu cầu kỹ thuật và an toàn, chọn phương án đấu nối cáp ngầm trung thế dây Bờ
băng thuộc tram trung gian Nhà Bè có các đặc điểm chính như sau :
1.2.5 Cáp ngâm hạ thế :
Từ tủ điện chính đặt trong trạm sẽ xuất ra các lộ cáp ngầm hạ thế 3M95 + M50 đến cung cấp cho các tủ điện điện phân phối, tử điện chính của từng chung cư hoặc lên dây nổi hạ thế ABC 95mm” để cung cấp điện cho hộ sử dụng
1.2.6 Tình hình vận hành và phân phối :
Do tình hình sử dụng điện năng ngày càng cao nên các trạm thường đầy tải và
thường xẩy ra quá tải trong giờ cao điểm , nên phải cắt một số phụ tải ở những
trạm thường xuyên bị quá tải vượt quá quy định cho phép Mạng lưới trung thế tại
khu vực hiện nay có tiến hành cải tạo và bổ sung, tổn thất công suất , điện năng , điện áp chưa được đảm bảo nhất là những phụ tải ở cuối đường dây
1.2.7 Tình hình phát triển lưới trung thế và tốc độ gia tăng của phụ tải :
Với tốc độ phát triển nhanh về kinh tế, xã hội ở các khu công nghiệp , nhà
máy tăng nhanh đòi hỏi phải xây dựng nhiều tuyến dây và trạm biến áp mới nhằm
đáp ứng được tốc độ phát triển của phụ tải Trong thời gian qua điện lực nhà bè
đưa vào vận hành thêm nhiều trạm biến áp mới và cải tạo một số tuyến dây đã đáp
ứng được nhu cầu gia tăng của phụ tải
* Những điểm cần lưu ý khi thiết kế, lắp đặt hệ thống điện trong công
trình :
Do khu quy hoạch là các căn hộ biệt thự , căn hộ liên kế nên việc thiết kế phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện , tính thẩm mỹ và an toàn trong cung cấp
điện
Khi thiết kế cần chú ý đến tính kinh tế, an toàn, linh hoạt , dễ vận hành và sữa chữa , đáp ứng được hướng cung cấp điện của thành phố trong thời gian tới
1.3 GIỚI HẠN ĐỂ TÀI :
Thiết kế cung cấp điện là một việc làm khó, liên quan nhiều lĩnh vực Đây là để 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 để tài chỉ trình bày một số
vấn để 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
Trang 111.4 NOIDUNG DE TAI: Nội dung tập đồ án bao gồm : Chương 1: Tổng quan Chương 2: Xác định phụ tải tính toán Chương 3: Trạm biến áp Chương 4: Chọn phương án và các phân tử trong hệ thống điện Chương 5: Tính toán ngắn mạch
Chương 6: Lựa chọn thiết bị khí cụ điện
Trang 12Chương II :
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
2.1 KHÁI NIỆM CHUNG:
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đâu tiên là phải xác định được nhu cầu điện cửa 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 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
- _ Chọn lưới điện cung cấp và phân phối điện áp với tiết diện dây dẫn hợp ly - _ 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
2.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN VÀ HỆ SỐ TÍNH TỐN :
2.2.1 Các đại lượng cơ bản : 1 Công suất định mức Pạm
- _ Công suất định mức là công suất của thiết bị dùng điện được ghi trên nhãn máy
Trang 13-_ Đối với động cơ điện : — ầm cơ 7] Trong đó: z là hiệu suất của động cơ thường 77 = (0,85 + 0,87) P dm dién - _ 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 ' é% Pam = Pam 100 Trong đó : #% là hệ số đóng điện - Đối với nhóm thiết bị thì công suất định mức được xác định như sau : n [p2 2 Pam = 0 Pami 3 Qaim = Qami : Sam =~ Pam + Qam i=l i=l
2) Céng suat trung binh P;,
-_ Công suất trung bình là đặc trưng của phụ tải trong khoảng thời gian khảo sát và được xác định bằng biểu thức sau : T P.dt 7, = bed de T T T O _f Qadt Ag , T T° _ [p2 2 Si — Ps + O%
Trong d6: A,, A, lần lượt là điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát 7 là thời gian khảo sát (giờ)
-_ Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị:
Py = DP ai 3 On = > Ow ; Sy = VP, +O;
ial i=l
3 Công suất cực đại P„ạ„
- Prax dai han : là công suất cực đại diễn ra trong khoảng thòi gian dài (khoảng 5,
10 hoặc 30 phút)
- — Pmạa¿ ngắn hạn : là công suất cực đại diễn ra trong khoảng thời gian ngắn
Trang 144 Céng suat tinh todn
- _ Cơng suất tính tốn ?, là công suất giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với công suất thực tế biến đổi gây ra cùng một hiệu ứng nhiệt trên dây dẫn và thiết bị điện - _ Quan hệ giữa công suất tính tốn với các cơng suất khác : h<h<h 2.2.2 Các hệ số tính toán : 1 Hệ số sử dụng K¿a Hệ số sử dụng của thiết bị điện k„a là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất định mức : h P đm > Ky = Nếu là I nhóm thiết bị thì: D Kai Pam Kya == > Tạm i=l Hệ số sử dụng đặc trưng cho chế độ làm việc của phụ tải theo công suất và thời gian 2 Hệ số đóng điện Kạ
Hệ số đóng điện Kạ cửa thiết bị là tỷ số giữa thời gian đóng điện trong chu kỳ với
toàn bộ thời gian của chu trình tạ
Thời gian đóng điện tạ gồm thời gian làm việc mang tải t,, và thời gian chạy không tải ty như vậy :
ty tty
Ky= 2 tr
log
Trong do : t, 1a thdi gian lam viéc cia may
tụ là thời gian chạy không tải
tạ là thời gian của 1 chu kỳ
Trang 15n ps Kg -Pami K, — i=l n » Pami i=l Hệ số đóng điện phụ thuộc vào quy trình công nghệ 3 Hệ số phụ tải K„
Hệ số phụ tải công suất tác dụng của thiết bị còn gọi là hệ số mang tải là tỷ số
của công suất tác dụng mà thiết bị tiêu thụ trong thực tế và công suất định mức P, k k= _mw k= sd pt hay 1 Pam "kg Hệ số phụ tải của nhóm thiết bị : K_= Xú pt Xã 4 Hệ số cực đại K„ay
Hệ số cực đại là tỷ số của công suất tác dụng tính tốn với cơng suất trung bình với
nhóm thiết bị trong khoảng thời gian khảo sát , thường lấy bằng thời gian của ca
mang tải lớn nhất
=F
max
Pp
Hệ số cực đại phụ thuộc vào số thiết bị hiéu qua npg va hé so sit dung K.g
Knox = #Œu > Nig)
5) Hé sé nhu cau K,,
Trang 16Quan hệ giữa hệ số sử dụng, hệ số cực đại và hệ số nhu cầu : PoP Py _ K,,=—t= =— 4 =Ko x! Bn h 2, Pky 2 Xu Im a dm 6 Hệ số đông thời Kạ
Hệ số đồng thời là tỷ số giữa công suất tính toán cực đại tổng của một nút trong hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tính toán cực đại của các nhóm thiết bị có nối vào nút đó P Xa = n 5 rit i=l Hệ số đồng thời cho phân xưởng có nhiều nhóm thiết bị : K _ đà dtpx ~ „ x Pe ahémi isl Hệ số đồng thời của trạm biến áp xí nghiệp cung cấp cho nhiều phân xưởng : P Ka nm = n {t nm > Đụ pxi i=l 7 Hé sé yéucdu K,,
Hệ số yêu cầu K¿„ là tỷ số công suất cực đại của nút hệ thống với tổng công suất định mức của các phụ tải nối vào nút hệ thống này P = max = n > Pam¡ i=l 8 Hé sé tén that Ky K ye
Hệ số tổn thất K, là ty số giữa tổn thất công suất trung bình với tổn thất công suất
lúc phụ tải đỉnh trong một khoảng thời gian đã định
AP,
AP max Ky =
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
Hiện nay có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán Nhưng phương pháp
đơn giản tính toán thuận tiện thường cho sai số lớn, ngược lại nếu độ chính xác cao
Trang 17thể mà chọn phương pháp thích hợp Sau đây là một số phương pháp xác định phụ
tải tính toán thường dùng nhất
2.3.1 Xác định phụ tải tính tốn P„ theo cơng suất đặt Pạ và hệ số nhu cầu kụ‹ n Theo phương pháp này thì: P, = K,, > Py i=l QO, = Py tgp 2 2 th Sy = VP + Qu = cosø
Vì hiệu suất của các thiết bị điện tương đối cao nên có thể lấy gần đúng: Pạ =
Pạm , khi đó phụ tải được tính toán là:
n
T,= Kye Pami
isl
Pam + Pam COng suadt dit va cong suat dinh mic ctia thiét bi dién thi i
Pu, Qu, Su: công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến của nhóm thiết bị n: số thiết bị trong nhóm Trong một nhóm thiết bị nếu một hệ số cosø cửa thiết bị không giống nhau thì phải tính hệ số trung bình : h.cosø+ + P, cos cose, =! Lá „ COSØ, h.+ +P, Các thiết bị khác nhau thì thường có các hệ số nhu cầu khác nhau thường cho trong các sổ tay Ưu điểm : đơn giản, tính toán thuận tiện, nên nó là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi
Nhược điểm : kém chính xác vì hệ số nhu câu kiểm tra trong sổ tay là một số
liệu cho trước cố định không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong
nhóm; thực tế là một số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong
nhóm
2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng :
Trang 18
P
Sy = P; +0; =— cose
Trong đó M - số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong một năm
W - suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, KWh/đơn vị sản phẩm Tmax - thời gian sử dụng lớn nhất, h
Ưu điểm : cho kết quả tương đối chính xác
Nhược điểm : chỉ giới hạn cho một số thiết bị điện như : quạt gió, bơm nước,
máy nén khí, thiết bị điện phân
2.3.3 Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp K„;„ và công suất trung bình
Pụ, _ (phương pháp số thiết bị hiệu quả nụụ)
Khi cần phụ tải có độ chính xác cao và không có các số liệu cần thiết để áp
dụng các phương pháp đơn giản thì nên sử dụng phương pháp này Theo phương pháp này thì :
Pụ = Kmax - Kca - Pam
Trong đó Pạ„ - công suất định mức, đơn vị W
Kinax “Ksa - hé số cực đại và hệ số sử dụng
Ưu điểm: phương pháp này cho kết quả có độ chính xác cao vì khi xác định số thiết bị điện hiệu quả chúng ta đã xét đến một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của các thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như số
thiết bị khác nhau về chế độ làm việc của chúng Trong phương pháp này có thể
Trang 19Hệ số phụ tải K„ có thể lấy gần đúng như sau
Kx = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn
Kp: = 0,75 d6i với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
Trường hợp 3: đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt
nén khí) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình Py = Koa Pam Trường hợp 4: hệ số cực đại K„ax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nụạ và hệ số sử dụng Ku Kmx =f (Mg Ku) n Khi Nig >10: h — K vax Koad Pani Khi 4<n,, $10: Qr=Qw = Pw -tgg n P,=Koyax-Kad Pini + Ox =1.1 Qu = 1.1 Pus tg i=l 2.3.4 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Cơng thức tính tốn phụ tải : P, =Py.S tt P Q,=P,1gp 3 S,= jD2+O7 =—" cosø Trong đó : P;- suất phụ tải trên Im” điện tích sẩn xuất S - diện tích sản xuất, m?
Đối với từng loại nhà máy sản xuất thì giá trị P„ khác nhau và có thể tìm nó từ các sổ tay do kinh nghiệm vận hành thống kê lại
Phương pháp này cho kết quả gần đúng, nó được dùng trong giai đoạn thiết kế
sơ bộ và được dùng để tính toán phụ tải tính toán ở các phân xưởng có mật độ máy
móc sản xuất tương đối đều
Cũng có thể xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải sinh hoạt cho hộ gia đình P,„ Khi đó phụ tải tính toán của một khu vực dân cư là:
Pu = Posh -H
Trang 202.4 PHAN KHU VUC PHU TAI CHO KHU QUY HOACH :
Dựa trên vị trí địa lý , bán kính cấp điện và công suất, loại phụ tải và đặc điểm
của khu dân cư (khu đô thị mới) chúng em chia thành 2 khu vực để xác định phụ tải
tính toán
Phân thành 2 khu vực chúng ta sẽ tính toán được phụ tải mỗi khu vực nhỏ so với
phụ tải tổng, chọn được máy biến áp cho mỗi khu vực có dung lượng nhỏ, có lợi về kinh tế ( vốn mua thiết bị, vốn xây dựng trạm) cũng như về kỹ thuật ( lắp ráp, sửa
chữa, vận hành ), đồng thời bảo đảm tính liên tục cung cấp điện cao cho khu dân
cư
2.4.1 Phụ tải khu vực 1 : Gồm có Lô A, B,C, D, E, F, G, H, I
2.4.2 Phụ tải khu vực 2 : Gồm có Lô ]¡, J¿, K,L, M,N, O¡(4 chung cư), O;
(3chung cu), TPTC1, MG-NT, BX-DV
2.5 XAC DINH PHU TAI TINH TOAN CHO KHU QUY HOACH :
2.5.1 Xác định phụ tải tính toán cho khu vực 1:
Để xác định phụ tải tính toán cho khu vực 1, dựa vào các phương pháp đã nêu ở
trên , nhưng đo phụ tải là loại phụ tải sinh hoạt, số thiết bị cụ thể trong từng hộ
không thể xác định được Công suất của những thiết bị tiêu thụ điện thường ở mức trung bình và nhỏ nên chúng tôi chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán theo
suất phụ tải sinh hoạt cho hộ gia đình P,„„ đối với từng phụ tải
Pir = Posh -H
Suất phụ tải trung bình được lấy dưới đây dựa vào quy định của ngàng điện : + Đối với nhà biệt thự P„„ = 5KW
+ Đối với nhà liên kế Pạ¿, = 3KW ( Sách “Thiết Kế Cấp Điện “ của Ngô
Hồng Quang - NXBKHKT )
Chọn hệ số công suất trung bình cosø= 0,8 (Chọn theo tiêu chuẩn ngành
đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế 20 TCN
Trang 21Bang 2.5.1 Phan bé hé gia dinh theo dién tich khu vue 1 : Lôđất | Dién tich(m’) | Sốhộ Pam(Kw) Uam (V) Cosø A 5282 19 5 380 0,8 B 4542 19 5 380 0,8 C 5460 23 5 380 0,8 D 6426 28 5 380 0,8 E 6590 26 5 380 0,8 F 2205 8 5 380 0,8 G 5274 23 5 380 0,8 H 4815 19 5 380 0,8 I 3402 15 5 380 0.8
s% Xác định phụ tải tính tốn lơ A :
Sau đây với phương pháp đã nêu trên , chúng tôi lấy một vài lô để tính toán làm minh hoạ , còn các lô khác tính toán tương tự, chúng tôi chỉ ghi lại kết quả cho từng lô mà không ghi lại cách tính
Lô A gồm 19 căn biệt thự khi đó :
Công suất tác dụng :
Py = Pon -H = 5.19=95 KW
V6i cosp=0,8 > tgg=0,75
Công suất phản kháng :
Qu= Py 129 = 95 0,75 = 71,25 KVAR
Công suất biểu kiến :
P, 95
Su= — “—=-<—=118.75 KVA
Cosp 0,8
I= Se = 8 — 1g 47A VBU,,, AJ3.0.38 * Xdc định phụ tải tính toán lô M :
Lô M gôm có 45 căn hộ, trong đó có 39 căn nhà biệt thự , 6 căn nhà liên kế khi đó : - Đối với 39 căn biệt thự phụ tải tính toán là :
Prot = Posh -H = 5.39 = 195 KW
- Đối Với 6 nha lién ké, chon c6ng suat phu tai cho 1 hé c6 mite song kha gid Pon=
Trang 22Pric= Posh -H = 3.6 = 18 KW Công suất tác dụng : Py = 195 + 18 =213 KW Công suất phần kháng : Q¿= P¿ /g@= (195 + 18) 0,75 = 159/75 KVAR Công suất biểu kiến : Su= t= 73 Cosp 0,8 = 266,25 KVA S, 266,25 Ty= "" Bu, V3.0,38 = 70%” _ 404,644 dm Bảng kết qua phụ tải tính toán khu vực 1 : Lô đất Pu (KW) Qu (KVAR) Su (KVA) Ty (A) A 95 71,25 118,75 180,47 B 95 71,25 118,75 180,47 C 115 86,25 143,75 218,46 D 140 105 175 265,96 E 130 97,5 162,5 246,96 F 40 30 50 75,99 G 115 86,25 143,75 218,47 H 95 71,25 118,75 180,47 I 75 56,25 93,75 142,48 Tổng 900 675 1125 1709,73
2.5.2 Xác định phụ tải tính toán cho khu vực 2:
Đối với những căn hộ biệt thự , căn hộ liên kế thì xác định phụ tải tính toán theo theo suất phụ tải sinh hoạt cho hộ gia đình P„„, đối với từng phụ tải
Pu = Posn -H
Đối với Trường phổ thông cấp 1 , Mẫu giáo - Nhà trẻ, Bãi xe — Dich vu Do phu
tải chủ yếu gồm chiếu sáng và quạt điện Nên chúng tôi chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
Trang 23Bang 2.5.2 Phân bố hộ gia đình theo diện tích khu vực 2: Lô đất Dién tich(m’) | Số hộ Pam(Kw) | Uam (V) Cosø Ji 4500 33 3 380 0,8 Jy 5175 39 3 380 0,8 K 9596 T7 3 380 0,8 L 9097 70 3 380 0,8 M 10420 45 3,5 380 0,8 N 3591 22 3,5 380 0,8 O,(4 chung cư ) 4400 33 3 380 0,8 O; (3 chung cư) | 5500 39 3 380 0,8 TPTCI,MG-NT 9500 380 0,8 BX-DV 2000 380 0,8
+ Xác định phụ tải tính tốn lơ J¡: Lô J, gdm 33 căn liên kế khi đó : Công suất tác dụng : Py = Pay -H = 3.33=99 KW Với cosø= 0,8 > /gø= 0,75 Công suất phản kháng : Qu= Pạ /gø= 99 0/75 = 74.25 KVAR Công suất biểu kiến : P, 99 “= =~ =123,75 KVA Cosy 0,8 = = 123.3 _ig907 A V3U„ V3.0,38 % Xác định phụ tải tính toán BX-DV :
Khu vực BX-DV phụ tải chủ yếu gồm chiếu sáng và quạt điện diện tích xây dựng
Trang 24P Sys tt = 5.5 37,5 KVA Cosp 0,8 S tt 37,5 l= = Ô MU, V3.0,38 =56,99A
Tíng toán tương tự cho các lô còn lại chúng tôi chỉ ghi lại kết quả trong bảng dưới đây mà không ghi lại cách tính
Bảng kết quả phụ tải tính toán khu vực 2: Lô đất Pu (KW) Qu (KVAR) Su (KVA) Tn (A) J 99 74,25 123,75 188,07 Jn 117 87,25 146,25 222,26 K 231 173,25 288,75 438,83 L 210 157,5 262,5 398,94 M 213 159,75 266,25 404,64 N 80 60 100 151,98 O: 396 297 495 752,28 O; 351 263,25 438,75 666,79 TPTCI,MG-NT | 142,5 106,875 178,125 270,71 BX-DV 30 22,5 37,5 56,99 Tổng 1869,5 1401,63 2336,88 3551,49
2.6 XÁC DINH PHU TAI TINH TOAN CHIEU SANG DUONG GIAO THONG
CHO CAC KHU VUC:
Tất cả các đường giao thông của khu quy hoạch này đều dùng đèn thuỷ ngân cao
áp có công suất 250 W
Trong thực tế các thiết bị chiếu sáng đã bù có hệ số công suất cos = 0,85 (sách “Kỹ thuật chiếu sáng” của Lê Văn Doanh)
Chọn coso = 0,85 > tgọ = 0,62
2.6.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng đường giao thông khu vực l :
Khu vực 1 gồm có 2 loại đường :
+ Loại I : Có § con đường có bể rộng 12m, có tổng chiều dài là : L = 10§0m + Loại 2 : Có 3 con đường có bể rộng lóm , có tổng chiểu dài là : L = 610m
Chúng tôi chọn loại đường rộng từ 10 -> 12m bố trí 1 dãy đèn bên đường, khoảng cách giữa các trụ đèn là 30m Do đó số bộ đèn cần chọn là TT =36bộ đèn Vậy
Công suất tính toán chiếu sáng là :
Trang 25Loại đường rộng từ 16 -> 25m bố trí I dãy đèn ở giữa, khoảng cách giữa các trụ
đèn là 30m Do đó số bộ đèn cần chọn là oy = 2006 đèn Vậy Cơng suất tinh tốn chiếu sáng là : Prtes: = 250.20 = SKW Cơng suất tính tốn chiếu sáng nhóm I là : P„¿= 14KW Quest = 8,68 KVAR Swest = 16,47 KVA
2.6.2 Phụ tải tính toán chiếu sáng đường giao thông khu vực 2 :
Khu vực 2 gồm có 3 loại đường :
+ Loại I : Có 4 con đường có bể rộng 12m , có tổng chiểu dài là :L = 550m
+ Loại 2 : Có 3 con đường có bể rộng 16m, có tổng chiều dài là : L = 500m
+ Loại 3 : Có 2 con đường có bể rộng 30m , có tổng chiều dài là :L = 870m
Chúng tôi chọn loại đường rộng từ 10 —› 12m bố trí I dãy đèn bên đường, khoảng cách giữa các trụ đèn là 30m Do đó số bộ đèn cân chọn là = 18bộ đèn Vậy
Công suất tính toán chiếu sáng là :
Prtes2 = 250.18 = 4,5KW
Loai dudng rong tit 16 > 25m bé tri 1 day dén 6 gitta, khodng cach giifa cdc tru
dén 14 30m Do d6 sé b6 đèn can chọn là So =16bộ đèn Vậy Cơng suất tính tốn chiếu sáng là :
Pu = 250.16 =4KW
Loại đường rộng từ 30m trở lên bố trí 2 dãy đèn 2 bên, khoảng cách giữa các trụ
đèn là 30m Do đó số bộ đèn cần chọn là 2am =5§bộ đèn Vậy Công suất tính toán chiếu sáng là : Prtcs2 = 250.58 = 14,5KW Công suất tính toán chiếu sáng nhóm 2 là : Puc¿= 23KW Quear = 14,26 KVAR Sw¿ = 27.06 KVA Vậy :
Tổng phụ tải tính toán khu vực 1 kể cả chiếu sáng :
Pa= Pur + Paes =900 + 14=914 KW
Qu = Qui + Qiesi = 675 + 8,68 = 683,68 KVAR
Su = Str + Stes: = 1125 + 14,26 = 1141,47 KVA
Tổng phụ tải tính toán khu vực 2 kể cả chiếu sáng :
Pu = Pao + Pres2 = 1869,5 + 23 = 1892,5 KW
Qu = Quo + Quer = 1401,63 + 14,26 = 1415,89 KVAR
Trang 262.7 PHU TẢI TÍNH TỐN TỒN KHU QUY HOẠCH : Pus = YP, = Pur + Pụ¿= 914 + 1892,5 = 2806,5 KW tí Quy: = dP, = Qtr + Qh2 = 683,68 + 1415,89 = 2099,57 KVAR Suy = pay (Ze) i=l i=l Trong do : Pui, Qui : Cong suadt tac dung va công suất phản kháng của các lô thứ ¡ : Vậy : Suy = 4/(914+1892,5)* + (683,68 + 1415,89)? =3504,94 KVA
2.8 XAC DINH TAM PHU TAI:
Tâm phụ tải điện là vị trí mà khi đặt máy biến áp, tủ phân phối điện sẽ đẩm
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, tử 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 tử 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 :
v rổ Y= yy, S,
` , S5
Trong đó :
+ Si: Công suất biểu kiến tính tốn của lơ thứ ¡
+ X¡, Y¡ : Hoàng độ và tung độ của lô thứ ¡ trên trục toạ độ đã được chọn
2.8.1 Tâm phụ tải khu vực 1:
Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ O tại góc bên trái lô D Toa độ trọng tâm
Trang 27Bang Toa độ phu tai khu vuc 1 : Lô đất Su (KVA) X (m) Y (m) A 118,75 150 180 B 118,75 100 120 C 143,75 90 70 D 175 80 40 E 162,5 185 70 F 50 315 170 G 143,75 290 70 H 118,75 345 72 I 93,75 390 80 Toa d6 tâm phụ tải khu vực l : Ta co: Ys, = 1125 YS, Xi= 221656,25 DS, Y= 98675 — 3 Sjx, 221656,25 _ ` DSi-din _ 98675 877 XS ST lạc OMS Sas (m)
Vậy tâm phụ tải khu vực 1 là M; ( 197 ; 87,7) m 2.8.2 Tâm phụ tải khu vực 2 :
Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ O tại góc bên trái lô M Toa dé trong tâm của các lô đất được cho trong bảng sau :
Trang 28Toa d6 tâm phụ tải khu vực 2 : Ta có : SS, = 2336,88 YS, Xi= 345374,05 Xs, Y¡= 334962,05 Say, Sidi
x.-Ÿ2*¿ _ 34537405 _ lun gu) y,= ini
Vậy tâm phụ tải khu vực 2 là M2 ( 147,8 ; 143,3 ) m
= 22% _ 34537405 =9: _ 33426205
Trang 29Chương III
TRẠM BIẾN ÁP
3.1 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 phẩi xét tới nhiều mặt và phải tiến hành tính
toán so sánh kinh tế , kỷ thuật giữa các phương án được để ra Gồm có hai loại trạm biến áp : Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau đây + Cấp cao áp : - 500KV : Hé thống điện quốc gia Nam - Bắc - 220KV : Mạng điện khu vực - 110 KV : Mạng phân phối , cung cấp cho các phụ tải lớn + Cấp trung áp :
- 6, 10, 15, 22, 35KV : Trung tính trực tiếp nối đất dùng cho mạng điện địa phương , cung cấp cho các nhà máy, xí nghiệp , khu dân cư
+ Cấp hạ áp :
380/220V : Dùng trong mạng hạ áp trung tính trực tiếp nối đất 3.1.1 Các thông số đặc trưng của máy biến áp :
1 Công suất định mức Pạmạ : 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
2 Điện áp định mức Ua„ : 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
Trang 303 Hệ số biến áp : Hệ số biến áp K được 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
K= Um
hdm
4 Dòng điện định mức : Dòng điện định mức của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp
máy biến áp được xác định theo công suất và điện áp định mức phù hợp với các cuộn dây của nó
5 Điện áp ngắn mạch : Điện áp ngắn mạch Uy đặc trưng cho tổng trở toàn phần Z cửa máy biến áp và thường được biểu diễn bằng phần trăm của điện áp
định mức :
Un% = 2100
dm
6 Dòng không tải : Dong không tải lạ, là đại lượng dựa trên công suất phẩn
kháng tiêu thụ trên mạch từ hoá AO, Thường thì trị số của dòng điện không tải
cho bằng phần trăm dòng điện định mức của máy biến áp
Ta = 1, q00= XÊ7z-1, 199 = Š,
dm ‘dm dm
7 Mức cách điện định mức : Được cho bằng giá trị chịu quá áp của tần số
thường khi thí nghiệm xung áp cao phỏng sét đánh Ở các mức điện áp nói ở đây , quá áp do thao tác đóng cắt thường ít nghiêm trọng hơn do quá áp khí quyển Do đó không cần thí nghiệm khả năng chịu quá áp do đóng cắt
8 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 A với những
thứ tự khác nhau mà góc lệch pha giữa các sức điện động của cuộn dây sơ cấp và cuộn đây thứ cấp có thể là 30”, 60° „.360° 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 giấm đi ^/3 lần so với dòng dây Cuộn dây cao và trung nối hình sao nên số vòng dây giảm ^/3lần , nên không những giảm được khối lượng mà còn tiết kiệm được
cả cách điện
Trang 31Ký 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 : D: Tam giác Y: Sao Z : Zigzag (Sao lién ké ) Ñ: Nối trung tính Các chữ cái thường được dùng cho cuộn thứ cấp và tam cấp : d: Tam giác y: Sao z: Zigzag n : Nối trung tính 3.1.2 Kết cấu trạm :
Các trạm biến áp trung / hạ có kết cấu khác nhau phụ thuộc công suất của trạm , loại nguồn hệ thống , số đường dây đến , đường dây đi , đặc điểm của phụ tải Các
trạm có thể được xây dựng trong khuôn viên , khu dân cư các hộ phụ tải dân dụng
công suất lớn , trong khuôn viên xí nghiệp VỀ phương diện cấu trúc người ta chia
ra trạm ngoài trời và trạm trong nhà
%
% 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
TRam 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 )
Trạm trung gian : Thường có công suất lớn , cấp điện áp
110 220/35 > 22KV
Tram phân phối : Công suất tương đối nhỏ (hàng trăm KVA) cấp điện áp 15->22KV Loại trạm biến áp này thường được dùng để cung cấp điện cho
Trang 32Tram biến áp loại này thường có kết cấu như sau : Trạm treo , trạm giàn , tram
nền trạm kín ( lắp đặt trong nhà ) , trạm trọn bộ ( nhà lắp ghép )
e Trạm treo : Trạm biến áp treo là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị
cao hạ áp và máy biến áp đều được treo trên cột Máy biến áp thường là loại một
pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha , tử hạ áp được đặt treo trên cột Trạm này
thường tiết kiệm được diện tích đất nên được dùng trạm công cộng cấp điện cho một vùng dân cư
e 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 ( <3x75KVA) 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 đây trên không hay đường cáp ngâm Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu đân cư hay phân xưởng
e Trạm nền : Thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như
ở vùng nông thôn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa Đối với loại trạm nên thiết bị cao áp đặt trên cột , máy biến áp thường là tổ ba máy biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha đặt trên bệ xi măng dưới đất , tủ phân phối hạ áp đặt trong
nhà, xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ
e Trạm kín : Là loại trạm mà các thiết bị và máy biến áp được đặt
trong nhà Trạm kín thường được phân thành trạm công cộng và trạm khách hàng
Trạm công cộng thường được đặt ở khu đô thị hoá , khu dân cư mới để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho người sử dụng Trạm khách hàng thường được đặt trong khuôn viên của khách hàng
3.1.3 Chon vi 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
1 Chọn vị trí trạm biến áp :
Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét đến các yêu câu :
-_ Vị trí trạm biến áp nên gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến
Trang 33- Thao tac van hanh va quan ly dé dang
- _ 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
2 Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp :
e_ 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 chúng loại và công
suất
e 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
s* 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
% Bảo đảm vốn đầu tư là bé nhất :
- _ Để vốn đầu tư bé nhất thì số lượng máy đặt trong trạm biến áp phải ít nhất Giá
đầu tư cho 1KVA, lúc ấy trong điều kiện kỹ thuật tương đương nhau thì nên chọn loại máy có giá đầu tư cho IKVA (đồng/KVA) là bé nhất
- _ Việc sử dụng hợp lý dung lượng quá tải của máy biến áp cho phép ta giảm được
công suất đặt và do đó thực hiện được việc tiết kiệm vốn đầu tư - _ Về tuổi thọ đảm bảo làm việc 20 năm với các điểu kiện sau :
Trang 34e_ Máy biến áp cần phải được vận hành ở môi trường định mức, nếu khác với giá trị định mức thì ta cần phẩi hiệu chỉnh lại giá trị công suất Tất cả các máy biến áp làm việc ở những nơi có nhiệt độ trung bình hằng năm lớn hơn 5°C đều
phải hiệu chỉnh theo công thức sau : 9„—5 th
S' =S,,,(1-“— aml 95)
Trong đó :
S”- là dung lượng đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ trung bình Sam - là dung lượng định mức ghi trên nhấn máy
Ø„- là nhiệt độ trung bình hàng năm của môi trường đặt máy °C
Khi môi trường đặt máy có nhiệt độ cực đại lớn hơn 35°C thì ta phải hiệu chỉnh
thêm một lần nữa theo công thức : 0-5 0.4 —35 S" =S,,(1-“—ja- 4 am ( 100 X 100 ) Trong đó : Ø,„- là nhiệt độ cực đại của môi trường đặt máy °C, với điều kiện 35°C < Ø„< 45°C s* Tổn thất công suất trong máy biến áp sẽ là : Si, Sa 2 y AP, = AP, + AP, ( Trong đó : AP,: là tổn thất công suất tác dụng khi không tải (cho trong máy) AP, : là tổn thất ngắn mạch Si 2 AP,(—“ˆ): là tổn thất cuộn dây trong máy biến áp đm
Ÿ„„: công suất phụ tải
Sam : công suất định mức máy biến áp
+* Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây điện cần thiết để vận chuyển
Trang 35; 9
i,%
AQ, = Sam 100 là công suất phản kháng để từ hoá máy biến áp ở
điện áp không đổi
i,% : dòng điện không tải của máy biến áp ( cho trong nhãn máy)
Uy% 100
AOxy = Sam
U„% : điện áp ngắn mạch của máy biến áp (cho trong nhãn máy)
Kkr : đương lượng kinh tế của công suất phản kháng, giá trị này nằm trong
phạm vi từ 0,02 + 0,15 ; có thể lấy giá trị trung bình 0,05 (KW/KVAR) Tổn thất toàn bộ sẽ là: , Ss AF, = AP, + Kr AQ = AP, + K xp AQ, + (AP, + Kp AO ME y dm
Đặt: AP, =AP, + Kựr.AO : tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phân do
công suất phản kháng gây ra
APy = AP, + K pp AQx: t6n thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần
do công suất phản kháng gây ra Vậy tổn thất toàn bộ sẽ là:
S pt
AP, = AP + AP, (<4) dm
Công suất phụ tải Sp được tính theo công thức sau:
Với n là số lượng máy biến áp trong trạm
+* _ Tổn thất điện năng trong máy biến áp :
Sin
AA, = AP, t+ AP, (—")*.c
dm
Trong đó:
t: thời gian vận hành máy biến áp, thường lấy t = 8760 gid
z: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất, có thể xác định theo công thức
kinh nghiệm của Kezevits như sau :
7 =(0,124+7,,,-107)°.8760
Tmax : Thdi gian stv dung céng suat Idn nhat (gid)
Trang 36Các trạm biến áp trong khu dân cư cung cấp cho phụ tải sinh hoạt, chiếu sáng
d6 thi nénc6 thé chon Tmax = 5000 gid
Khi có n máy biến áp giống nhau làm việc song song Šm Yr AA, = NAP’ t+—AP ( n đm + Chi phí vận hành hàng năm để so sánh các phương áp khác nhau khi chọn máy biến áp
Cy, = Cay + Cu,
Cy, = A4 : chi phi tổn thất điện năng
A4;: tổn thất điện năng hàng năm (KWh)
Cụ, =ø.Ý : khấu hao hàng năm 10 đồng/năm V: vốn đầu tu, 10 đồng
p= th : tỷ lệ khấu hao
3.2 CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP CHO KHU QUY HOẠCH : 3.2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp T; :
Tâm phụ tải có tọa độ M: (197 ;87,7)m Tâm này nằm giữa lô E
Sau khi tiến hành xem xét toàn bộ khu dân cư Chúng tôi không chọn vị trí đặt
TBAT; ngay toạ độ tâm phụ tải vì xa đường dây trung thế, bất lợi cho việc kéo dây
hạ áp đến các lô đất trong nhóm Chính những lý do đó chúng tôi quyết định chọn
vị trí đặt TBAT; nằm giữa lô E và lô G trên đường tuyến điện 110V - Hiệp Phước - Tân Thuận Đặt TBAT; ở vị trí này có các ưu điểm sau :
+ Thuận tiện cho nguồn cung cấp điện từ tuyến dây trung thế 15-22KV
+ Đường dây hạ áp từ TBA đến các lô trong nhóm dễ dàng và đạt được
vé my quan
+ Bảo đảm ít người qua lại , thuận tiện cho việc vận hành và sữa chữa
3.2.2 Chọn vị trí đặt trạm biến áp T; :
Tâm phụ tải có tọa độ M; (147,8 ;143,3)m Tâm này nằm trên lô L Trên tuyến điện I10KV Hiệp phước — Tân Thuận
Sau khi tiến hành xem xét toàn bộ khu dân cư Chúng tôi chọn vị trí đặt TBAT;
ngay sát bên lô L vì đặt ở đây có các ưu điểm sau :
+ Thuận tiện cho nguồn cung cấp điện từ tuyến dây trung thế 15-22KV
+ Đường dây hạ áp từ TBA đến các lô trong nhóm dễ dàng và đạt được
Trang 37+ Bảo đảm ít người qua lại , thuận tiện cho việc vận hành và sữa chữa f= | on HỤ TẢI I —: —] —— F — - | 01 TPTC1 MG-NT ae OO “ - or K ÂM PHU TAI 2 oo G BAT,
Hình 3.2 : Vị trí tâm phụ tải và vị trí đặt trạm biến áp
Trang 383.3 TINH TOAN LUA CHON MAY BIEN AP:
Lựa chọn dung lượng máy biến áp theo hai hướng sau:
- _ Nếu chọn I máy, dung lượng định mức máy biến áp sẽ là:
SamBa 2 Sy
- _ Nếu chọn 2 máy, dung lượng định mức mỗi máy biến áp sẽ tính theo công thức :
S dmBA >t 1,4
Điều kiện này sẽ đẩm bảo trạm biến áp cấp điện 100% ngay cả khi một máy bị
sự cố, nhưng quá trình vận hành bình thường hai máy thường quá non tải Nếu thấy phụ tải có thể cắt bớt một phần nào đó không quan trọng trong thời gian vài ngày
thì có thể chọn được máy biến áp cỡ nhỏ hơn Khi đó, máy biến áp trạm hai máy
được chọn theo công thức sau:
Sa ° S SC
Samba 2 27 Sampa 2 1,4
Š¿¿— công suất phải cấp khi sự cố một máy biến áp
Thường thì phụ tải khu vực dân cư không phát triển nhiều sau một thời gian đưa
vào sử dụng Chúng em quyết định chọn mức phát triển cửa phụ tải sau 5 năm là 10%
3.3.1 Chọn Máy biến áp khu vực 1 :
Phụ tải lúc ban đầu là: S„= 1141,47 KVA
Mức phát triển của phụ tải sau 5 năm là 10%: S„= 1255,62 KVA
Tiến hành tính toán lựa chọn máy biến áp theo 2 hướng như trên 1 Phương áp 1: Chọn 1 máy biến áp
S„z¿ >3 S„ =1255.62Kƒ4
Chọn 1 máy biến áp có dung lượng 1500 KVA
Thông số máy biến áp 3 pha dung lượng 1500 KVA ( công ty thiết bị điện hiệu THIBIDI) cung cấp, các máy biến áp này được sản xuất tại Việt Nam nên không
Trang 39= Gia tién 1 may : 203916000 déng
+» Tính tổn thất công suất máy biến áp
Tổn thất công suất phản kháng khi không tải :
; 9
AQ, = Sy 2 = 1:15 <i sxvar 100 100
Tổn thất công suất phản kháng khi ngắn mạch : 9 Ux% _ 6.1500 _ oy ryar AQ, = S x = Sam 100 100 Tổn thất công suất tác dụng khi không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra :
AP! = AP, + Kp, AQ, =1,86+0,05.15 = 2,61KW
Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do công suất phẩn kháng
gay ra:
AP = AP, + Kxp-AQg = 16,86 +0,05.90 = 21,36KW
Công suất phụ tải : Sy = San n(n+1) AP a = 1500, +1) 2! = 741K 21,36 s* Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp " Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất z =(0,124+7,„„.10*)?.8760
V6i Tmax = 5000 giờ, ta có z =(0,124+ 5000.10 *)”.§760 =3411 giờ
" _ Tổn thất điện năng trong máy biến áp Sirs “Yr =2,61.8760 + 21,36.(—_)’.3411 741.5 = 40644KWh 1500 Ady =nAP.1 +1 AP; ( dm
Chi phi ton that dién nang : C,, =A4,.B
Chọn giá tiền điện sinh hoạt là /=1500 đồng
Trang 40Thông số máy biến áp 3 pha dung lượng 1000 KVA ( công ty thiết bị điện hiệu
THIBIDI) cung cấp, các máy biến áp này được sản xuất tại Việt Nam nên không
cần hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ môi trường "_ Cấp điện áp 15 + 22/0,4KV "_ Tổn that khong tai AP =1,37KW "_ Tổn thất ngắn mach AP, =11,87KW " Dòng điện không tải i¿% = 1,5 "_ Điện áp ngắn mạch Uy% =6
*_ Giá tiễn 1 máy : 163780000 đồng
s* Tính tổn thất công suất máy biến áp
Tổn thất công suất phản kháng khi không tải: AO,=% 1,6 _ 1009.1512 n ° 100 100 Tổn thất công suất phản kháng khi ngắn mạch: 9 AOx = Sự „56 _ 1000.6 _ 60KVAR 100 100 Tổn thất công suất tác dụng khi không tải kể cả phần do công suất phản kháng gay ra: AP =AP + KAO, =1,37+0,05.15=2,12KW Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do công suất phản kháng gây ra :
AP = AP, + Ky AQ, = 11,87 + 0,05.60 = 14,87KW Công suất phụ tải : S„ =8 Ín@ +1): =1000 [222 +1) 22 = 924, 8K AP 14,87 s* Tính tổn thất điện năng trong máy biến áp " Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất 7 = (0,124+T,,,, 10)?.8760
V6i Tmax = 5000 giờ, ta có z =(0,124+5000.10 *)”.8760 =3411 giờ " _ Tổn thất điện năng trong máy biến áp
)?.3411=58§32KWnh
Sys