xác định tổng công suất cấp cho xã

Xác định tổng công suất cần cấp cho xã đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc lựa chọn máy biến áp, lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp và tính toán thiết kế đờng dây tải điện.. Đ

Trang 1

Lời nói đầu

Hiện nay công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc đang diễn ra rất mạnh mẽ

ở nớc ta Muốn thực hiện tốt mục tiêu đó chúng ta phải thúc đẩy và phát triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn nh: Cơ khí, Điện, Điện tử, Công nghệ thông tin Trong đó ngành Điện đóng 1 voi trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế…quốc dân Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện cho hầu hết quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện cho hầu hết các ngành trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế ngoài ra nó cung cấp điện cho các địa phơng thúc đẩy sự phát triển của địa phơng đó để dẫn cân bằng về đời sống giữa nông thôn và thành thị

Sau thời gian học tập em đợc giao nhiệm vụ thiết kế cấp điện cho 1 xã nông nghiệp Bằng chính sự tổng hợp của các môn học và vận dụng những hiểu biết trong thực tế qua thời gian đi xởng em đã cố gắng hết mình để lập ra phơng

án cấp điện tối u, phù hợp cho quá trình sinh hoạt và sản xuất của một xã nông nghiệp

Mặc dù đã cố gắng hết sức trong quá trình làm đồ án nhng do thời gian hạn chế và còn ít kinh nghiệm thực tế nên có nhiều thiếu sót trong thiết kế vì vậy

em rất mong các thầy cô chỉ bảo và giúp đỡ em để em đợc bổ xung những thiếu sót

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy KS Nguyễn Quang Thuấn đã tạo điều kiện và giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này

Hà Nội, tháng 08 năm 2003

Sinh viên thiết kế

Lê Quốc Nam

Trang 2

Chơng I: Xác định tổng công suất cấp cho xã

I Đặt vấn đề.

Xác định tổng công suất cần cấp cho xã đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc lựa chọn máy biến áp, lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp và tính toán thiết kế đờng dây tải điện

Để tính toán tổng công suất cần cấp cho xã ta lần lợt tính toán công suất của từng thôn theo số liệu đã cho và mặt bằng của xã ta đa các phụ tải nh: Bách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trờng học vào thôn 1; các phụ tải Trại chăn nuôi, trạm xay xát vào thôn 2 để tiện tính toán và chọn MBA cho các thôn

II Tính toán công suất cấp cho xã.

Tổng công suất cần cấp cho xã là

Ptt = Ptt1 + Ptt2 + Ptt3 + Ptt4 + Pttb Với Ptt1 là công suất tính toán của thôn 1

Ptt2 là công suất tính toán của thôn 2

Pttb là công suất tính toán của trạm bơm

1 Công suất tính toán của thôn 1.

1.1 Bách hoá 250m 2

Công suất tính toán: Ptt = P0 S.N

Với S: diện tích (m2)

N: Số phòngP0: Công suất/1m2; P0 = 20 W/m2 = 20.10-3kW/m2

⇒ Ptt = 20 10-3 250 1 = 5kW

1.2 Trụ sở xã 200m 2

⇒ Ptt = 20.10-3 200 1 = 4kW

Trang 3

2 Công suất thôn 2.

2.1 Trại chăn nuôi.

Có 500 đầu lợn cần dùng 3 máy thái rau mỗi máy 1,7kW; 2 máy bơm loại 2,8kW và 1 máy bơm loại 1,7kW để sử dụng vào việc tắm rửa cho lợn và chuồng trại

Pđm = 3 1,7 + 2 2,8 + 1 1,7 = 12,4 (kW)

Ta có: Ptt = Kđt

n

ti đmi CS 1

Trang 4

Theo số liệu ta có N = 400 ha.

Kiểm tra lại mức tiêu nớc của 5 máy trong 3 ngày = 72h

Trong 3 ngày 5 máy tiêu đợc:

5 1000 72 = 360 103 m3 nớc > 350 103 m3.Vậy đặt 5 máy cho trạm là hợp lý

Trong những ngày úng các máy bơm

Trang 5

Pttb = 5 33 = 165 kW

Pb = Pttb 165Cos =0,85

ϕ = 194,12 kVA

VËy tæng c«ng suÊt cÇn cÊp cho x·

Ptt = Ptt1 + Ptt2 + Ptt3 + Ptt4 + Pb = 162,96 + 262,165 + 180 + 300 + 165 = 1070,125 kWStt = Stt1 + Stt2 + Stt3 + Stt4 + Sb = 191,72 + 308,43

+ 211,76 + 352,94 + 194,12

= 1258,97 kVA

Trang 6

Chơng II: Thiết kế phần cơ khí tuyến đờng dây

cao áp cấp điện cho xã

Fkt = tt

kt

IJLấy Tmax = 3500h ⇒ tra bảng ta đợc JKT = 1,1

* Kiểm tra theo tổn thất điện áp và phát nông cho phép

- Theo tổn thất điện áp

Trang 7

100 = 1750 V

⇒ UCP > ∆U

- Theo điều kiện phát nóng cho phép

Với ISC = 2Itt = 2 20,76 = 41,52 (A)

Mà dây AC - 35 có ICP = 170A

⇒ ISC < ICP

2 Chọn cột móng.

Trên đờng dây hệ thống cấp điện từ 35kV trở xuống thờng hay dùng 2 loại cột bê tông cốt thép để truyền tải điện đó là cột li tâm và cột vuông ở đây ta chọn cột li tâm để truyền tải điện từ huyện về xã

Trang 8

- Chọn khoảng cột, l = 100m.

- Chọn cột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li tâm cao 12m Tại các vị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối tuyến đặt 2 cột LT12C Cột mua tại Xí nghiệp bê tông li tâm Đông Anh có các thông số cho theo bảng sau:

Trang 9

400 240

Trang 10

Chọn móng cột: Dùng móng cột không cấp.

Với cột trung gian móng có kích thớc 1 1,2 2m

Với cột đầu cuối móng có kích thớc 1,2 1,4 2m

1m

1,2m

1,4m 1,2m

Hửụựng truyeàn

3 Tính toán ứng suất và độ võng của dây.

Hệ số nở dài của dây phức hợp AC là:

a = FAlF

Trang 11

Trong đú: θ0 = 25 0C (nhiệt độ môi trờng chế tạo dây).

θbão = 25 0C (nhiệt độ không khí khi bão)

Trang 12

lth =

Al b·o min

2 2

min b·o

Trang 13

f: độ võng f = 0,75 mh0: khoảng cách từ mặt đất đến điểm thấp nhất của dây.

h1: khoảng cách từ điểm treo dây dới cùng đến đỉnh cột; h1=0,25m.h2: Độ chôn sâu của cột, h2 = 2m

hcp: khoảng cách cho phép; hcp = 7

⇒ h0 = 12 - 0,75 - 0,25 - 2 = 9 (m) > 7m

Vậy độ võng của dây đảm bảo khoảng cách an toàn

Trang 14

4 Kiểm tra độ uốn của cột trung gian.

Cột trung gian chịu mô men uốn do tác động của lực gió lên cột, lực gió lên dây dẫn Khi xét khả năng chịu uốn của cột cần phải xét đến lúc vận tốc gió lớn nhất (V = 40m/s lúc bão)

Với D1: đờng kính trên của cột; D1 = 190mm = 0,19 m

D2: đờng kính dới của cột; D2 = 300mm = 0,3m

Pd = g2 F l = 176.10-3 35 100 = 616 (N)F: Tiết diện dây

Lực gió đặt vào cột ở độ cao H có giá trị:

Trang 15

Vậy cột trung gian làm việc an toàn trong mọi điều kiện môi trờng.

5 Kiểm tra độ uốn cột cuối.

Cột cuối luôn bị kéo về 1 phía bởi sức kéo của dây là:

Td = τAC θ min FACFAC = FAl + FFe = 36,9 + 6,20 = 43,1

Vậy cột làm việc an toàn, nhng do điều kiện đất đai ta đặt cho cột cuối 2 dây néo loại φ14 để đảm bảo hơn trong khi làm việc

Móng dây néo đợc chế tạo bằng bê tông cốt thép mác 200 có kích thớc 1 1,5 0,3 chôn sâu 2 mét, dây néo hợp với mặt đất 1 góc 450, 2 dây néo hợp với nhau 1 góc 600

Số cột cần dùng trên đờng cao áp dài 5km

Att = 5000

100 = 50 (cột)

Do đầu và cuối ta dùng 2 cột LT12C do đó số cột cần dùng là: A =52 (cột)

Trang 17

Chơng III: Thiết kế mạng điện cho xã

I Đặt vấn đề.

Thiết kế đo mạng điện cho xã đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế cấp điện bởi vì nó ảnh hởng trực tiếp đến công suất tiêu thụ điện của từng thôn trong một xã do đó khi thiết kế mạng điện này ta phải có phơng án cấp điện hợp lý nhất để tiện trong việc sử dụng điện của các thôn xóm

II Phơng án cấp điện.

Căn cứ vào trị số công suất tính toán cho từng khu vực và vị trí mặt bằng

địa lý ta có phơng án cấp điện hợp lý nhất cho xã nh sau:

- Đặt 1 trạm biến áp T1 cho thôn 1, bách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trờng học

Do ΣStt = 191,71 kVA; ΣPtt = 162,96 kW

⇒ Chọn MBA - 200 - 35/0,4 do ABB chế tạo tại Việt Nam

- Đặt 1 TBA T2 cho thôn 2, trại chăn nuôi, trạm xay sát

Trang 18

Khu vực Stt (kVA) Sđm (kVA) Số máy Tên trạm LoạiThôn 1, Bách hoá, trụ sở

Vì điều kiện nông thông cho phép các TBA đều dùng loại trạm bệt, MBA

đặt trên bệ xi măng ngoài trời, tủ phân phối đặt trong nhà xây mái bằng, trạm có tờng bao quanh

Phía cao áp các trạm dùng thiết bị bảo vệ là cầu chì tự rơi và chống sét van phía hạ áp đặt tủ phân phối trong đó có áp tô mát tổng và các áp tô mát nhánh

Sơ đồ bố trí TBA và mạng cao áp cấp điện cho xã.

Thôn 2

2

3 1

Thôn 3

5 6 7

Thôn 4

Trang 19

C710-313PB AZLP-35

AZLP-35

C710-313PB AZLP-35 C710-313PB

Trang 20

Lùa chän c¸c ph©n tö cao ¸p.

Víi Stt = 1258,97 kVA

Itt = 20,76 (A)+ Ta chän m¸y c¾t BM - 35 do Liªn X« chÕ t¹o

+ Chän dao c¸ch ly 3DC do Siemens chÕ t¹o

B¶ng th«ng sè kü thuËt:

Tªn thiÕt bÞ Udm (kV) I®m (A) IN max (kA) INt (kA)

Chän cÇu ch× tù r¬i 35kV cho c¸c TBA cña x·

Dïng cÇu ch× tù r¬i C710 - 313PB do h·ng CHANGE (Mü) chÕ t¹o

Trang 21

Chơng 4: Thiết kế cấp điện cho các thôn và

trạm bơm của xã

I Đặt vất đề.

Thiết kế cấp điện cho các thôn và trạm bơm của xã ta phải vạch ra

ph-ơng án đi dây và tính toán đờng dây tải điện, chọn các phân tử trong mạng nh

tủ phân phối, cầu dao và cách bố trí công tơ đến từng hộ gia đình

II Thiết kế cấp điện cho thôn.

Toàn thôn có 5 ngõ cách nhau 120m, trạm biến áp đặt ở giữa Từ TBA

bố trí hai đờng dây trục 0,4kV, mỗi trục cấp điện cho 2 đờng nhánh trong đó

có 1 đờng nhánh đi đến bach hoá, trụ sở xã, trạm xá, trờng học

Trang 22

Sơ đồ tính toán mỗi đờng trục:

Vì tổn thất điện áp trên đờng 35kV là rất nhỏ có thể dùng đầu phân áp thích hợp để điện áp tại thanh cái hạ áp là 0,4kV

3 Chọn tiết diện đờng điện xóm:

Các đờng xóm có tải giống nhau, mỗi đờng cấp cho 50 hộ (ta coi bách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trờng học là một đờng xóm)

→ Công suất của 1 đờng xóm

OAkV

Trang 23

Ta có ICP = 1,25I = 1,25 160,42 = 200,5 (A)

Lờy ICP = 215 (A) → chọn tiết diện dây cho đờng điện xóm là dây nhôm trần có F = 25 mm2

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ cấp điện trên mặt bằng thôn I

Chọn cầu dao hộp 100A do thiết bị Đông Anh chế tạo

Mỗi cột điện xóm đặt 10 công tơ, cầu dao tổng cho hòm 10 công tơ chọn loại 50A, các cấu dao nhánh chọn loại 10A, công tơ 1 pha 10A của nhà

Trang 24

máy chế tạo dụng cụ đo lờng sản xuất tại Việt Nam, dùng dây bọc CLIP SAL lõi đồng M (2 x 2,5) để đa dây từ hòm công tơ về các hộ gia đình

10A

Công tơ

50A

Sơ đồ hòm công tơ

Mạng hạ áp cấp cho thôn khác đợc tính toán tơng tự thôn 1

Sau khi tính toán ta lập bảng lựa chọn các phần tử ở dạng hạ áp cấp điện cho các thôn xóm

M (2 x 2,5)

Riêng thôn 4 có 2 đờng trục mỗi đờng trục cấp cho 4 đờng nhánh

Trang 25

III Thiết kế cấp điện cho trạm bơm

1 Phơng án cấp điện.

Điện đợc lấy về trạm bơm từ TBA trung gian của huyện 100/35kV, cách trạm bơm 6km (vì từ huyện đến TBA đầu tiên của xã là 5km) bằng đờng dây trên không Trạm đặt một trạm biến áp riêng từ trạm bơm đến TBA là 300m, phía cao áp đặt cầu chì tự rơi chống sét van, phía hạ áp đặt tủ phân phối cấp điện cho các máy bơm Vì trạm bơm ta đặt 5 máy do đó ta đặt cho mỗi mãy một cầu dao hộp gắn trên tờng để tiện thao tác

2 Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện.

Trang 26

Vì trạm bơm đặt 5 bơm 33kW → chọn 5 cầu dao có Iđm = 100A

2.4 Chọn tiết diện dân dẫn đa từ TBA đến trạm bơm.

ICP = 1,25 Iđm = 1.25 303,87 = 379,84 (A)

→ Chọn cáp nhôm hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo 3G 240 có ICP ngoài trời = 409 (A)

2.5 Chọn dây từ tủ phân phối → máy bơm.

Itt = Iđm = 33 59(A)

Trang 27

§ 1

5 Phßng trùc

Trang 28

Chơng 5 Thiết kế trạm biến áp thôn và tính toán nối

đất cho trạm biến áp này

I Đặt vất đề.

Thiết kế trạm biến áp cho mộ thôn là công đoạn chủ chốt trong công tác thiết kế cấp điện vì trạm biến áp ảnh hởng trực tiếp đến độ tin cậy trong cung cấp điện, chất lợng điện năng đồng thời ảnh hởng đến chi phí đầu t, vận hành của mạng điện, thiết kế TBA phụ thuộc vào yêu cầu xã hội nh điều kiện

an toàn, điều kiện địa hình Từ đây ta mới chọn kiểu TBA…

II Thiết kế TBA cho một thôn.

1 Thiết kế TBA cho thôn 1.

Ta chọn máy biến áp cho thôn 1 là loại máy biến áp 200 - 35/0,4kV do ABB chế tạo

Trạm biến áp của thôn 1 là loại trạm bệt, các thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp đặt trên bệ xi măng dới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà, xây mái, bằng, xung quanh tờng cao 2m, có cửa sắt chắc chắn, nhà phân phối phải

có mái dốc để thoát nớc, cửa ra vào có khoá kín và phải làm cửa thông gió phía trong có đặt lới mắt cáo đề phòng chim, chuột, rắn…

2 Lựa chọn các phân tử trong TBA.

Trang 29

2.3 Sứ đỡ

Dùng loại sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên Xô chế tạo

6 5

300 3000 4200

1800

2800

Cắt B - B Cắt A - A

5200 7000

4

9

Sơ đồ TBA và nối đất TBA

Trang 30

8 Tửụứng raứo traùm

9 Cửỷa thoõng gioự coự lửụựi beõn trong

10 Heọ thoỏng tieỏp ủũa.

III Tính toán nối đất.

Nối đất bảo vệ nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho ngời vận hành và

sử dụng điện

Nối đất bảo vệ ở trạm biến áp là ngăn ngừa nguy hiểm khi có chập mạch giữa cuộn cao áp và cuộn hạ áp trong máy biến áp, khi các phần tử th-ờng không mang điện nhng có nguy cơ bị rò điện nh vỏ máy biến áp, vỏ tủ phân phối, cổng trạm…

Vì trạm biến áp có công suất S = 200 kVA nên ta cần phải tính toán

điện trở nối đất đạt yêu cầu là R*** ≤ 10 (Ω)

Dự kiến dùng 12 cọc théo góc L 60 x 60 x 6 dài l = 2,5m ,chôn sâu thẳng đứng đóng xuống đất theo mạch vòng hình chữ nhật Thanh nối dùng thép 40 x 4 mm chôn ở độ sâu t = 0,8 m

Trang 32

.R n .R87,83.21,68

9,95 R 100,4.87,83 12.0,60.21,68

Điện trở nối đất thực tế của hệ thống Rđ ≤ 10Ω Cách nối các thiết bị của TBA vào hệ thống tiếp địa nh sau: hệ thống tiếp địa làm sẵn 3 đầu nối:

- Trung bình 0,4kV nối với đầu nối thứ nhất

- Đáy của 3 chống sét nối với đầu nối thứ 2

- Toàn bộ các phần bằng sắt trong TBA nh cổng trạm, vở MBA, vỏ tủ phân phối nối với đầu nối thứ 3.…

Cách lắp đặt hệ thống nối đất cho TBA:

Trớc hết ta phải đo chu vi mạch vòng là 22m Sau đó đào thành các rãnh theo chu vi đó có độ sâu 0,9m, bề rộng của rãnh là 0,6m

Đào rãnh xong ta tiến hành đóng các cọc thép góc xuống khoảng cách giữa các cọc tối thiểu là 2,5m, các cọc đóng sâu dới mặt đất 0,7m Sau đó ta nối các cọc với nhau bằng thép dẹt 40 x 4mm, thép dẹt đợc hàn chặt với các cọc ở độ sâu 0,8m

Khi hàn xong các thanh thép dẹt tạo thành mạch vòng ta lấy ra 3 đầu nối, rối lấp đất lại sau đó dùng máy đo điện trở để kiểm tra lại lần nữa điện trở nối đất

Trang 33

Chơng 6 Lập dự toán công trình điện

1 Lập dự toán kinh phí cho đờng dây cao áp.

Đờng dây cao áp 35kV

Dây AC - 35: Vì hệ thống đờng dây 30kV cấp điện đến trạm đầu tiên của xã là 5km Theo sơ đồ mặt bằng của xã ta có thể lấy tổng chiều dài là 6,5km → 3 pha sẽ là 19,5km dây

1kg dây AC - 35 là chiều dài 6,5m

Trang 35

30 C«ng t¬ 1 pha 10A C¸i 1450 1.200.000 174.000.000

Trang 36

Phụ lục

Trang

Chơng I: Xác định tổng công suất cấp cho xã

I Đặt vấn đề

II Tính toán công suất cấp cho xã

Chơng II: thiết kế phần cơ khi tuyến đờng dây.

II Tính toán

1 Tính toán dây dẫn