Thiết kế cung cấp điện mạng hạ áp

4.Thiết kế cấp điện cho 1 phòng học với diện tích cho như trên: Vẽ mặt bằng điện, sơ đồ phân phối điện và lựa chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn và cáp.. Lidonky Page 3 1:Phụ Tải tính toán

Lidonky

Page 1

Cho số liệu:

1 Trạm biến áp trung gian 110/22 KV cách 5 km

2 Mặt bằng địa lý Tỷ lệ 1cm = 50m

3 Số liệu phụ tải

Bảng phụ tải cho khu đô thị mới

Nhà hành chính 1 tầng, 20 phòng học

100mm2

Nhiệm Vụ:

1.Thiết kế phương án cấp điện

2 Xác định phụ tải tính toán khu đô thị.

3 Thiết kế trạm biến áp

4.Thiết kế cấp điện cho 1 phòng học với diện tích cho như trên: Vẽ mặt bằng điện, sơ đồ phân phối điện và lựa chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn và cáp

Sinh viên thực hiện

Lidonky

Page 2

Ngu

yễn

Sĩ

Lon

g

Lidonky

Page 3

1:Phụ Tải tính toán cho khu đô thị mới:

Phụ tải điện là số lỉệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán thiết kế hệ thống điện.Xác định phụ tải quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị quá lớn làm tăng vốn đầu tư.Xác định phụ tải điện quá nhỏ dẫn đến thiết bị điện quá nhỏ sẽ bị quá tải gây cháy nổ công trình làm mất điện

Từ công thức tính phụ tải điện cho cả khu vực:Pk=P0×H

Với H là số hộ dân của dãy phố,nhà chung cư,xóm chung cư

P0 là phụ tải tính toán cho 1 căn hộ

1.1:với nhà chung cư 12 tầng

Theo cách xác định phụ tải cho khu đô thị,với nhà chung cư và vì là chung

cư cao tầng ở khu đô thị mới nên có mực sống tương đối khá giả vì vậy ta chọn P0=4(kw/hộ)

Như vậy với mỗi căn hộ ta lấy phụ tải tính toán là 4kw

Phụ tải tính toán cho 1 tầng:

PT=Kdt×P0×n=0,75×4×8=24 (KW)

Công suất tính toán cho cả chung cư:

P1=Kdt×PT×n=0,7×24×12= 201,6 (KW) 

Từ đó ta tính ra được thành phần công suất phẩn kháng và công suất biểu kiến:

Công suất phản kháng :

Q1=P1×tag=201,6×0,62=125 (KW)

Công suất biểu kiến:

S1=P1/ cos=201,6/0,85=237 (KW)

1.2:Nhà chung cư 24 tầng:

Tương tự như nhà trung cư 12 tầng,ta cũng chọn mức phụ tải cho 1 căn hộ là 4kw

Công suất tính toán cho 1 tầng:

PT=Kdt×P0×n=0,75×4×10=30 (KW)

Lidonky

Page 4

Công suất tính toán cho cả chung cư:

P2=Kdt×PT×n=0,7×24×30=504 (KW)

Công suất phản kháng :

Q2=P2×tag=504×0,62=312,5 (KW)

Công suất biểu kiến:

S1=P2/cos=504/0,85=593 (KW)

1.3:Khu nhà mặt phố:

Vì ta chưa biết rõ các thiết bị sử dụng trong mỗi căn hộ nên ta xác định phụ

tải cho khu nhà theo công thức:Pk=P0×H

H=50 căn hộ

P0=3(kw/hộ) ta chọn P0=3 với mức sống trung bình cho mỗi hộ

Công suất tính toán cho cả khu nhà:

PK=P0×H=50×3=150(KW)

Công suất phản kháng :

Công suất biểu kiến khu nhà:

S3=Pp/cos=150/0,85=176,5(KW)

1.4:Phụ tải trường học:

Với khu giảng đường,nhà hành chính văn phòng,phòng thí nghiệm,nhà thi đấu thể thao,phụ tải được xác định theo công thức:

Ptt=P0×S

1.4.1:khu vực phòng học

Chọn suất phụ tải P0=20W/m2

Phụ tải một phòng học

Pp=P0×S=20=20×100=2000W=2 (KW)

Lidonky

Page 5

Phụ tải tầng gồm 6 phòng học

PT=Kdt×Pp×n=2×1×6=12KW

Phụ tải cả toà nhà:

PN=Kdt×PT×n=12×1×3=36KW

1.4.2:Phụ tải khu nhà hành chính (Chọn suất phụ tải P0=25KW)

PH=P0×S=25×200=5000W=5KW

Tổng phụ tải điện toàn trường:

P4=36+5=41KW

Công suất phản kháng :

Vì trường chủ yếu dùng đèn tuýp để chiếu sáng nên chọn cos=0.85 Vậy phụ tải toàn phần của trường là

S4=P4/cos=40/0,85=47KW

1.5:Phụ tải chiếu sáng công viên:

Diện tích công viên 5000m2

.Khi lựa chọn chiếu sáng cho công viên,các loại đèn đã có sẵn thông số về quang thông dựa vào độ rọi cần thiết cho khu vực

ta có thể lựa chọn loại đèn hay số lượng cho phù hợp khu vực đó

Chọn đèn cao áp 125W

Quang thông 6500LX

Theo tiêu chuẩn chiếu sáng công cộng,cần có độ rọi 40LX/m2.Vậy

F=E×S=5000×40=200000.(LX)

Số bóng đèn cần có:

200000/6500=31(bóng)

Vậy phụ tải chiếu sáng công viên:

Pcs=31×125=1000=3,9KW

Phụ tải cần cấp cho đu quay:

Pdq=Kdt×p×n=4×10×0,8=32

Lidonky

Page 6

Tổng phụ tải cần cấp cho công viên:

P5=32+3,9=36KW

Công suất phản kháng:Q5=P5×tag=33×0,6=19,8KW

Phụ tải toàn phần:S5=P5/cos=33/0,85=39KW

Lidonky

Page 7

Bảng kê công suất tính toán cho phụ tải:

Tên Công suất tác

dụng Ptt (kW)

Công suất biểu kiến Stt (kVA)

Công suất phản kháng Q (KVA

r)

93KW

2:Thiết kế cung cấp điện cho khu đô thị mới:

2.1:Nguồn điện và cách bố trí lưới điện khu đô thị:

Đường dây cao áp 110Kv.Có Tmax>=5000h

Đường dây trung áp 22kv,mức tổn thất cho phéo 5%.(đối với đường dây bình thường)

Để tăng độ tin cậy cung cấp điện,lưới trung áp thành phố thường có cấu trúc mạch vòng kín vận hành hở.Để đảm bảo an toàn và mĩ quan đô thị,lưới cung cấp điện dùng cáp ngầm

Lidonky

Page 8

Ta dùng trạm Biến áp phân phối kiểu xây(hay còn gọi là trạm kín)

Chọn máy biến áp do nhà máy Đông Anh chế tạo

Sơ đồ nguyên lý mạch vòng trung áp:

Theo hình vẽ,mạch cáp ngầm sẽ nhận điện từ hai phân đoạn thanh góp 22kv của trạm biến áp trung gian và cấp điện cho các trạm biến áp phân phối đấu vào mạch vòng.Để đảm bảo nếu xảy ra bất cứ sự cố nào trên mạch vòng,các trạm biến áp phân phối vẫn không bị mất điện

Tại các trạm biến áp phân phối sẽ có 2 trạm,1 trạm nhiệm vụ cấp điện cho khu nhà 24 tầng,trạm còn lại sẽ có nhiệm vụ cấp điện cho khu nhà 12 tầng,trường học và khu nhà mặt phố

2.2:Lựa chọn biến áp cho các trạm phân phối:

Tram biến áp B1 cung cấp điện cho tòa nhà 24 tầng:

Lidonky

Page 9

Vì trạm có công suất biểu kiến lớn hơn 500kW nên ta chọn phương án sử dụng 2 máy biến ap:

Sdm>=P2/1,4=593/1,4KW=423,6(KW)

Chọn máy Biến áp 500 KW do Đông Anh sản xuất:

Ta có công suất định mức của tất cả các phụ tải còn lại là:

Stong=501/1,4=357,6(KW)

Chọn máy biến áp 400kw do Đông Anh sản xuất:

công suất

định mức

(KVA)

điện không tải

I 0 (%)

Điện áp ngắn mạch

U N (%)

Kích thước bao (mm) Tâm bánh

xe

Trọng lượng

0

2.3Lựa chọn thiết kế phía hạ áp:

A:Áptomat:

1:Nhà 24 tầng:

Thoả mãn 3 điều kiên:

UdmA>=UdmL

công

suất

định

mức

(KVA)

U dm (kV

)

điện không tải

I 0 (%)

Điện áp ngắn mạch

U N (%)

bánh

xe Trọng lượng

0

Lidonky

Page 10

IdmA>=Itt

IcdmA>=In

a,Aptomat tổng:

Udma>udml=400V

Dòng định mức aptomat:Idma>Itt

Itt=S/( 3×0,4)=504/0,69=730,4A

chọn aptomat 800 A theo catalog(A không khí 4 cực 415 V,loại S do clípal chế tạo)

b,Áptomat nhánh tới từng tầng:

Udma>400V

idma>St/0,69=30/0,69=43,5A

chọn aptomat 50A(aptomat loại G4CB 2 cực Idm=50A điện áp 230/400V do clipsal chế tạo)

c,Aptomat phân phối tới từng căn hộ:

Điện áp định mức aptomat chịu được:Udma>udml=220V

dong điện định mức Idma>Itt

Itt=Sp/0,22=18A=>chọn aptomat: Tra catalog ta chọn được loại aptomat: Aptomat G4CB2040C 2 cực - 400V - 20A của clipsal sản xuất

Chọn thanh góp theo điều kiện Icb với K1K2Icp>=Icb

Chọn thanh cái tổng từ máy biến áp phân phối tới

nhà:VớiIdmB=730,4A.chọn thanh cái bằng đồng 50×5 tiết diện 250 mm2c ó Icp=860A

Chọn thanh cái đến các tầng của tòa nhà.Với IdmB=43,5.chọn thanh cái

bằng đồng 25×3 tiết diện 75mm2 có Icp=340A

Chọn dây và cáp:

Với lưới điện đô thị ta dùng cáp thay cho dây dẫn tuy đắt tiền nhưng mĩ quan và an toàn

Lidonky

Page 11

Cáp tới từng căn hộ: qua kiểm tra điều kiện K1×K2×Icp≥ 1,25×IđmA /1,5 chọn được cáp đồng 2 lõi cách điện PVC tiết diện định mức 3,5mm2 có phụ tải dòng điên= 34A

Cáp tới từng tầng: qua kiểm tra điều kiện K1×K2×Icp≥ 1,25×IđmA /1,5 chọn được cáp đồng 2 lõi cách điện PVC tiết diện định mức 14mm2

có Icp= 48A

Cáp tới toà nhà: qua kiểm tra điều kiện K1×K2×Icp≥ 1,25×IđmA /1,5 chọn được cáp đồng 4 lõi cách điện PVC

Với nhà chung cư 12 tầng và trường học ta sẽ có cách lựa chọn và tính toán tương tự nhà chung cư 24 tầng

Sơ đồ mặt bằng điện áp:

Sơ đồ nguyên lí:

Lidonky

Page 12

3.Thiết kế trạm biến áp điển hình

Ở trên ta đã lựa chọn trạm biến áp kiểu xây và các máy biến áp cho trạm.Trong phần này ta sẽ đi vào chi tiết

Các bước tiến hành thiết kế trạm biến áp đó là

1:Sơ đồ nguyên lí

2:kết cấu trạm

3.Tính nối đất cho trạm

3.1Trạm biến áp được lựa chọn để thiết kế là trạm biến áp đặt 2 máy biến áp 500kw cấp điện cho tòa nhà 24 tầng

Lidonky

Page 13

Đây là trạm biến áp kiểu xây,được đặt gần tòa nhà 24 tầng : Trạm xây là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị điện cao, hạ áp và máy biến áp đều được đặt trong nhà mái bằng Nhà xây được phân thành nhiều ngăn để tiện thao tác, vận hành cũng như tránh sự cố lan tràn từ phần này sang phần khác Các ngăn trong trạm được thong hơi, thoáng khí nhưng phải đặt lưới mắt cáo, cửa sắt phải kín để đề phòng chim, chuột, rắn chiu qua các lỗ gây mất điện Mái phải đổ dốc ( 3-50) để thoát nước Dưới gầm bệ máy xây dựng hố dầu

sự cố để chứa dầu MBA sự cố, tránh gây nổ lan tràn

Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các điều kiện:

1:Đặt tại trung tâm phụ tải

2:An toàn liên tục

3:Thao tác vận hành quản lí dễ dàng

4:Thuận lợi đối với nguồn cung cấp

5:Tiết kiệm vốn đầu tư

Lựa chọn biến áp:Do nhà máy thiết bị đông anh chế tạo,có các thông số (như trên)

4.1Sơ đồ nguyên lí trạm biến áp phân phối dặt 2 máy biến áp:

Lidonky

Page 14

Phía cao áp đặt dao cách li,cầu chì và chống sét van,phía hạ áp đặt aptomat tổng và các aptomat nhánh,ngoài ra còn các đồng hồ đo đếm

Cáp tổng:làm nhiệm vụ dẫn điện từ máy biến áp vào tủ phân phối hạ áp của trạm BAPP

Apstomat tổng làm nhiệm vụ bảo vệ quá tải cho biến áp và bảo vệ ngắn mạch cho thanh cái hạ áp

Thanh cái hạ áp(thanh góp hạ áp) làm nhiệm vụ nhận điện từ biến áp và phân phối cho các tuyến hạ áp quá các aptomat nhánh

Các áptomat nhánh làm nhiệm vụ đóng cắt đường dây,bảo vệ ngắn mạch trên các tuyến dây hạ áp

Chống sét van hạ áp làm nhiệm vụ chống sét đánh vào đường dây trên

không hạ áp truyền vào trạm

Lidonky

Page 15

Hệ thống nối đất:làm nhiệm vụ nối đất làm việc,nối đất an toàn và nối đất chống sét

ALL là máy biến áp liên lạc

4.2:Sơ đồ ghép nối TBAPP 2 máy:

a,Sơ đồ bố trí các phần tử của trạm thẻ hiện cách sắp đặt và liên kết giữa các phần tử

b,Sơ đồ bố trí mặt bằng các thiết bị cho trạm

Lidonky

Page 16

1:Máy Biến áp 3 tủ cao áp 5 thanh cái 7 rãnh cáp 9 ống dẫn cáp 2:Đầu cao áp 4 tủ hạ áp 6 thanh cái cao áp 8 thông gió

3.3 tính toán nối đất cho trạm:

xây dựng trạm biến áp kiểu xây(9×12) m với p=0,4.104

Dự định thiết kế hệ thống nối đất cho trạm Biến áp bằng một mạch vòng kín bao quanh trạm,cọc dung thép góc L 60*60*6 và thanh nối là thép dẹt 40×4

mm

Lấy km=1,5 tính được điện trở nối đất 1 cọc:

R1c=0,00298.1,5.0,4.104=17,34(ôm)

Xác định số cọc:n= R1c/(nc.Ryc)=17,34/(0,8.4)=5,4=6 cọc

Tra sổ tay ta có nc=0,8

Mạch vòng sẽ đi bên trong tường rào có chu vi c=2(a+b)=2(7+8)=30 m.thép dẹt chon sâu 0,8 m.tính diện trở nối đất ở độ sâu này phải nhân 3 Điện trở thanh ghép nối:

Rt=((0,366×0,4×1,5×104×3)/3000)×log((2×30002)/(4×80))=10,38.( ôm)

Lidonky

Page 17

nt=0,24

điện trở nối đất thực tế của thanh nối :

Rt’=10,38/0,24=43,25(ôm)

Điện trở cần thiết của n cọc:

Rc=4.R’/(4R’-4)=4,4 (ôm)

=>số cọc là:n=R1c/(nc.Rc)=17,34/(4,4.0,8)=5

Căn cứ mặt bằng trạm,quyết định đặt 6 cọc

Lidonky

Page 18

4.Thiết kế cấp điện cho 1 phòng học với diện tích 100mm2

Với các trường phổ thông, điện chỉ dung để chiếu sang và quạt mát,vì thế phụ tải được tính theo diện tích:

Phòng học chọn suất phụ tải 12w/m2.(thường chọn từ 10-15w/m2)

Phụ tải một phòng học là1200W

Lựa chọn các thiết bị:

Với phòng học như vậy ta sẽ chọn 3 quạt trần vinaWind công ty điện cơ Thống Nhất có các thông số 220v-50Hz-77W

Trong phòng dùng 6 đèn tuýp đôi dài 1,2m do công ty Rạng Đông sản suất

có công xuất 40W

Dùng 4 quạt treo tường có thông số Điện áp : 220V Công suất : 60W

Ổ cắm đôi có công suất 300W:cho các thiết bị phụ trợ

Tổng công suất dung tới là:77×3+40×6

+60×4+300=231+240+240+300=1011W

Chọn Aptomat bảo vệ:

Udma>UdmLD:

Ptt=Pd×Kdt=1011×0,8=809W

Itt=Ptt/(U×cos)=809/(220×0,8)=4,6Ađèn tuyp + quạt cos=0.8)

Tra bảng PL14 ( trang 198 ) ta chọn Ap do LG chế tạo có các thông số sau:

(v)

Idm

(kA)

IC dm

(kA)

Kích thước bao (mm)

Chọn dây dẫn điện: : chọn cáp đồng 2 lõi cách điện PVC ( 2x1mm2) có Icp = 15(A)

Lidonky

Page 19

A

1:Bảng điện 2 Đèn tuýp 3 Quạt 4: Ổ cắm 5 Quạt treo tường