Giáo trình cung cấp điện (nghề điện công nghiệp trình độ cao đẳngtrung cấp)

UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH Mơn học: CUNG CẤP ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP - CAO ĐẲNG Bình Định UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH Mơn học: CUNG CẤP ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP - CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99 /QĐ-KTCNQN ngày 14 tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Cung cấp điện biên soạn dựa sở chương trình đào xây dựng theo Thơng tư số 03/2017/TT-BLĐTBXH ngày 01/03/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh Xã hội Môn học Cung cấp điện trang bị cho người học kiến thức tính tốn thiết kế cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện (HTT) Học tốt mơn học người học tự giải vấn đề thực tiễn gắn với công nhân cán kỹ thuật ngành điện, tính tốn lựa chọn thiết bị, phần tử điện hợp lý để lắp đặt, thay cho mạng điện Với mục tiêu cung cấp đầy đủ kiến thức cần thiết cho người học học tập, giáo trình biên soạn có đầy đủ nội dung theo chương trình ban hành Giáo trình trình bày nội dung cách cô đọng, dễ hiểu, trắc lọc kiến thức thật cần thiết theo logic thiết kế cung cấp điện để người học thuận tiện học tập, thừa kế phần kiến thức trước để bổ xung tiếp thu kiến thức sau Với mong muốn người học phải cố gắng, tự giác học tập, chịu khó tư duy, nội dung cụ thể có ví dụ minh họa yêu cầu nâng cao để người học vận dụng kiến thức lý thuyết giải vấn đề Hết phần kiến thức đơn lẻ, giáo trình có phần tổng hợp kiến thức nêu tóm tắc bước thiết kế cung cấp điện cho HTT nêu yêu cầu để người học áp dụng thực thiết kế Học xong mơn học người học tự thiết kế cung cấp điện cho HTT điện cụ thể Cuốn sách biên soạn nghiêm túc, nhiên khơng thể tránh thiếu sót, mong độc giả vui lịng góp ý để sách hồn thiện Mọi góp ý, xin vui lịng gởi ban biên tập giáo trình tác giả Trần Ngọc Thạnh (TrThanhqn@gmail.com) – giảng viên khoa Điện – Bộ môn Thiết bị điện Sự phản hồi quý độc giả nguồn khích lệ lớn cho chúng tơi Tác giả: Trần Ngọc Thạnh MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Khái quát nguồn lượng tự nhiên lượng điện 1.2 Mạng lưới điện .3 1.3 Hộ tiêu thụ 15 1.4 Một số ký hiệu sơ đồ cung cấp điện 16 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN 17 2.1 Đặt vấn đề 17 2.2 Đồ thị phụ tải 18 2.3 Các đại lượng 21 2.4 Các hệ số tính tốn .23 2.5 Xác định công suất tính tốn phụ tải điện .24 CHƯƠNG 3: TRẠM BIẾN ÁP .34 3.1 Khái quát trạm biến áp .34 3.2 Sơ đồ nối dây trạm biến áp 40 3.3 Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho hộ tiêu thụ .45 3.4 Xác định số lượng, công suất máy biến áp đặt cho hộ tiêu thụ .46 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN TỔN THẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 49 4.1 Sơ đồ thay lưới điện 49 4.2 Tính tổn thất điện áp mạng điện phân phối mạch hở 52 4.3 Tính tổn công suất mạng điện phân phối mạch hở 55 4.4 Tính tổn thất điện mạng điện phân phối mạch hở .57 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 62 5.1 Ngắn mạch hệ thống điện 62 5.2 Tính tốn ngắn mạch trung áp 68 5.3 Tính tốn ngắn mạch hạ áp 69 CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN.71 6.1 Điều kiện chung để chọn, kiểm tra thiết bị điện 71 6.2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ 72 6.3 Lựa chọn dây dẫn cáp điện 77 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 92 7.1 Các yêu cầu thiết kế chiếu sáng công nghiệp 92 7.2 Đặc điểm số loại đèn chiếu sáng 92 7.3 Các hình thức chiếu sáng 94 7.4 Các đại lượng đơn vị đo ánh sáng 95 7.5 Thiết kế chiếu sáng dân dụng .96 7.6 Thiết kế chiếu sáng công nghiệp 97 CHƯƠNG 8: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT .100 8.1 Hệ số công suất (cos) ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất 100 8.2 Các giải pháp bù cos tự nhiên 101 8.3 Thiết bị bù cos 102 8.4 Nguyên lý mắc thiết bị bù 103 8.5 Bù 103 8.6 Bù ứng động .104 CHƯƠNG 9: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 108 9.1 Sự hình thành sét tác hại sét 108 9.2 Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp 109 9.3 Bảo vệ chống sét đường dây tải điện 114 9.4 Nối đất 117 Phụ lục 127 PL1: Các dạng dây không chôn đất: tiết diện nhỏ theo mã chữ cái, vật liệu dây, dạng cách điện dòng điện I/z: .127 PL2: Dây chôn ngầm tiết diện nhỏ theo dạng dây, cách điện I/z: 128 PL3: Thông số kỹ thuật điện dây đồng trần xoắn Cty CADIVI .129 PL4: Thông số kỹ thuật điện dây đồng trần xoắn Cty CADIVI .130 PL5: Dây điện hạ áp lõi đồng nhôm cách điện PVC Cty CADIVI (dây cứng sợi) 130 PL6: Thông số kỹ thuật điện dây nhôm trần xoắn cty CADIVI .131 PL7: Dây điện hạ áp lõi đồng nhiều sợi cty CADIVI 132 PL8: Cáp hạ áp ba lõi loại dẹt cách điện PVC: 133 PL9: Cáp hạ áp lõi đồng cách điện PVC loại nửa mềm đặt cố định cty CADIVI, kí hiệu CVV .134 PL10: Cáp hạ áp lõi nhôm cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định cty CADIVI, kí hiệu AVV .135 PL11: Cáp hạ áp hai lõi nhôm cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định CADIVI chế tạo, ký hiệu AVV 136 PL12: Cáp hạ áp lõi nhôm, cách điện PVC, loại nửa mềm, đặt cố định cty CADIVI, ký hiệu AVV 137 PL13: Cáp hạ áp lõi nhôm, cách điện PVC, loại nửa mềm, đặt cố định cty CADIVI chế tạo, ký hiệu AVV 138 PL14: Cáp hạ áp lõi đồng, cách điện PVC, loại mềm cty CADIVI 139 PL15: Giải tập thiết kế chiếu sáng dân dụng 139 PL16: Giải tập thiết kế chiếu sáng công nghiệp 141 PL17: Giải tập xác định chiều cao cột thu lôi 143 PL18: Phạm vi bảo vệ cột thu lôi 144 PL19: Giải tập thiết kế nối đất cho trạm biến áp hạ áp 1000 - 22/0,4kV .145 TÀI LIỆU THAM KHẢO .147 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: CUNG CẤP ĐIỆN Mã môn học: MH12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học phải học sau hồn thành mơn học: An tồn lao động, Mạch điện, Vẽ kỹ thuật điện, Đo lường điện - Tính chất: Là mơn học chun ngành điện giúp cho người học nhận biết kiến thức hệ thống cung cấp điện - Ý nghĩa vai trị mơn học: Mơn học Cung cấp điện có ý nghĩa vai trò quan trọng công nhân hay cán kỹ thuật ngành điện Môn học trang bị kiến thức tính toán thiết kế cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện Học tốt mơn học người học tự giải vấn đề thực tiễn gắn với công nhân cán kỹ thuật ngành điện, tính tốn lựa chọn, kiểm tra thiết bị đảm bảo hợp lý để lắp đặt, thay cho mạng điện Nếu nắm bắt tốt nội dung kiến thức môn học người học hoàn toàn tự tin tiếp cận với thực tiễn Mục tiêu môn học: - Kiến thức: + Hiểu kiến thức hệ thống cung cấp điện; + Tính tốn cơng suất phụ tải điện, thành phần tổn thất mạng điện lựa chọn dây dẫn, thiết bị điện phù hợp với điều kiện làm việc, đảm bảo qui định kỹ thuật theo tiêu chuẩn quốc gia; - Kỹ năng: + Chọn phương án cung cấp điện phù hợp cho hộ tiêu thụ theo Tiêu chuẩn Việt Nam; + Tính tốn phụ tải điện, tổn thất mạng điện lựa chọn dây dẫn, thiết bị lưới điện cung cấp - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Vận dụng linh hoạt, phù hợp kiến thức, phương pháp, công thức để tính tốn, chọn lựa, kiểm tra phần tử hệ thống cung cấp điện thực tế; + Rèn luyện tính cẩn thận, tự học tự nghiên cứu có tư sáng tạo Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân bố thời gian chương trình Số TT Tên chương, mục Chương 1: Khái quát hệ thống cung cấp điện Chương 2: Tính tốn phụ tải điện Chương 3: Trạm biến áp Chương 4: Tính tốn tổn thất mạng điện Chương 5: Tính tốn ngắn mạch hệ thống điện Chương 6: Lựa chọn thiết bị cung cấp điện Chương 7: Tính tốn chiếu sáng Chương 8: Nâng cao hệ số công suất Chương 9: Chống sét nối đất Cộng TS 06 13 08 13 08 13 13 08 08 90 Thời gian (giờ) LT TH KT 06 03 10 03 05 03 09 01 03 08 03 10 03 09 01 03 05 03 05 30 58 02 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Mã chương: MH12-01 Thời gian: 06 (LT: 02; TH: 0; Tự học: 04) Giới thiệu: Nội dung chương cung cấp cho người học kiến thức hệ thống điện như: đặc điểm lượng điện; phân loại mạng lưới điện; loại nhà máy điện phân loại hộ tiêu thụ Mục tiêu: - Biết loại nguồn lượng tự nhiên, nguồn lượng điện; - Phân tích đặc điểm loại mạng lưới điện, hộ tiêu thụ điện; - Xác định loại mạng lưới điện, hộ tiêu thụ điện đọc ký hiệu vẽ cung cấp điện; - Rèn luyện ý thức học tập nghiêm túc, ý thức tự học, tự nghiên cứu Nội dung: 1.1 Khái quát nguồn lượng tự nhiên lượng điện 1.1.1 Năng lượng tự nhiên Các nguồn lượng thiên nhiên như: than đá, dầu khí, nguồn nước dịng sơng biển cả, nguồn phát nhiệt lượng vô phong phú mặt trời lịng đất, luồng khí chuyển động, gió v.v nguồn lượng tốt quí giá người Tuy nguồn lượng tự nhiên dồi nguồn lượng không khống chế 1.1.2 Năng lượng điện Năng lượng điện (điện năng) dạng lượng phổ biến, sản lượng năm giới ngày tăng chiếm hàng nghìn tỷ kWh Sở dĩ điện thơng dụng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành lượng khác (cơ, hoá, nhiệt v.v ), dễ chuyển tải xa, hiệu suất lại cao là nguồn lượng khống chế Trong trình sản xuất phân phối, điện có số đặc điểm sau: Khác với hầu hết loại sản phẩm, điện sản xuất nói chung khơng tích trữ (trừ vài trường hợp cá biệt với công suất nhỏ người ta dùng pin ắc quy làm phận tích trữ) Tại thời điểm, ta phải đảm bảo cân điện sản xuất với điện tiêu thụ kể tổn thất truyền tải Đặc điểm cần quán triệt nhiệm vụ quy hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện, nhằm giữ vững chất lượng điện năng, thể giá trị điện áp tần số Các q trình điện xảy nhanh, ví dụ sóng điện từ lan truyền dây dẫn với tốc độ lớn, xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km/s, q trình sóng sét lan truyền, q trình q độ, ngắn mạch xảy nhanh (trong vòng nhỏ 1/10 giây) Đặc điểm đòi hỏi phải sử dụng thiết bị tự động vận hành Bao gồm khâu bảo vệ, điều chỉnh điều khiển, tác động trạng thái bình thường cố, nhằm đảm bảo hệ thống điện làm việc tin cậy kinh tế Cơng nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến hầu hết ngành kinh tế quốc dân (khai thác mỏ, dân dụng, cơng nghiệp nhẹ ) Đó động lực tăng suất lao động, tạo nên phát triển nhịp nhàng cấu trúc kinh tế Quán triệt đặc điểm xây dựng định hợp lý mức độ điện khí hóa ngành kinh tế vùng lãnh thổ khác nhau; mức độ xây dựng nguồn điện, mạng lưới truyền tải phân phối, nhằm đáp ứng phát triển cân đối, tránh thiệt hại kinh tế quốc dân phải hạn chế nhu cầu hộ dùng điện Điện sản xuất chủ yếu dạng điện xoay chiều với tần số 60Hz (tại Mỹ Canada) hay 50Hz (tại Việt Nam nước khác) 1.2 Mạng lưới điện 1.2.1 Khái quát hệ thống điện Hệ thống điện gồm có: nguồn điện, truyền tải điện tiêu thụ điện - Nguồn điện nhà máy điện (nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử v.v…) trạm phát điện (điêzen, điện gió, điện mặt trời v.v…) - Tiêu thụ điện bao gồm tất đối tượng sử dụng điện lĩnh vực kinh tế đời sống: công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, thương mại, dịch vụ, phục vụ sinh hoạt Để truyền tải điện từ nguồn phát đến hộ tiêu thụ người ta sử dụng lưới điện - Lưới điện bao gồm đường dây tải điện trạm biến áp Lưới điện Việt Nam có cấp điện áp: 0,4kV; 6kV; 10kV; 22kV; 35kV; 110kV; 220kV 500kV Tuy nhiên số chuyên gia cho rằng, tương lai lưới điện Việt Nam nên tồn năm cấp điện áp: 0,4kV; 22kV; 110kV; 220kV 500kV Hệ thống điện ngày mạng lưới liên kết phức tạp (hình 1.1) chia làm phần: Nhà máy điện Mạng truyền tải – truyền tải phụ Mạng phân phối Phụ tải điện Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện 133 PL8: Cáp hạ áp ba lõi loại dẹt cách điện PVC: Chiều Dây dẫn dày vỏ Chiều bọc PVC dày Tiết cách Số sợi/ Đường diện điện đường kính dây định kính sợi dẫn mức mm2 N0/mm mm mm mm 2.00 7/0.60 1.80 0.8 1.50 2.50 7/0.67 2.01 0.8 1.50 3.50 7/0.80 2.40 0.8 1.50 4.00 7/0.85 2.55 0.8 1.50 5.50 7/1.00 3.00 1.0 1.50 6.00 7/1.00 3.20 1.1 1.50 8.00 7/1.20 3.60 1.2 1.50 10.00 7/1.35 4.05 1.3 1.50 0.75 1/1.00 1.00 0.8 1.50 1.00 1/1.20 1.20 0.8 1.50 2.00 1/1.60 1.00 0.8 1.50 3.00 1/2.00 2.00 0.8 1.50 4.00 1/2.30 2.30 1.0 1.50 5.00 1/2.60 2.60 1.0 1.50 7.00 1/3.00 3.00 1.2 1.50 Kích thước cáp mm 6.4 x 13.5 6.6 x 13.9 7.0 x 15.0 7.2 x 15.5 8.0 x 18.0 8.3 x 19.0 9.0 x 21.0 9.7 x 23.0 5.6 x 11.0 5.6 x 11.5 6.2 x 13.0 6.6 x 14.0 7.3 x 16.0 7.7 x 17.0 8.4 x 19.2 Điện trở dây dẫn 200C (max) Đồng Nhôm  / km  / km 9.43 7.41 5.30 4.61 3.40 3.08 2.31 1.83 24.50 18.10 9.43 6.07 4.61 3.66 2.52 7.41 4.98 4.61 3.83 3.08 37.085 25.753 14.90 10.10 7.41 6.07 4.12 134 PL9: Cáp hạ áp lõi đồng cách điện PVC loại nửa mềm đặt cố định cty CADIVI, kí hiệu CVV Chiều Điện trở Dây dẫn Chiều Đường Phụ tải dày vỏ dây dẫn kính tổng dịng Tiết diện Đường kính dày cách bọc 200C Kết cấu điện thể điện định mức dây dẫn PVC (max)  / km mm2 N0/mm mm mm mm mm A 1.0 7/0.40 1.20 0.8 1.5 10.16 14 18.10 1.5 7/0.50 1.50 0.8 1.5 10.88 17 12.10 2.0 7/0.60 1.80 0.8 1.5 11.61 20 9.43 2.5 7/0.67 2.01 0.8 1.5 12.12 22 7.41 3.5 7/0.80 2.40 0.8 1.5 13.06 27 5.3 4.0 7/0.85 2.55 0.9 1.5 14.00 30 4.61 5.5 7/1.00 3.00 1.0 1.5 15.57 35 3.4 6.0 7/1.04 3.12 1.1 1.5 16.34 38 3.08 8.0 7/1.20 3.60 1.2 1.5 17.79 44 2.31 10 7/1.35 4.05 1.3 1.5 19.75 49 1.83 11 7/1.40 4.20 1.3 1.5 20.12 52 1.71 14 7/1.60 4.80 1.4 1.5 22.25 62 1.33 16 7/1.70 5.10 1.5 1.6 22.96 68 1.15 22 7/2.00 6.00 1.6 1.6 25.81 82 0.84 25 7/2.14 6.42 1.6 1.6 26.82 88 0.727 30 7/2.30 6.90 1.6 1.7 28.18 97 0.635 35 7/2.52 7.56 1.7 1.7 30.26 108 0.524 38 7/2.60 7.80 1.8 1.8 31.52 113 0.497 50 19/1.8 9.00 1.8 1.9 34.62 132 0.387 60 19/2.0 10.00 1.8 1.9 37.23 150 0.309 70 19/2.14 10.70 1.9 2.0 39.41 163 0.268 80 19/2.30 11.50 2.0 2.1 42.02 177 0.234 95 19/2.52 12.60 2.0 2.2 45.08 198 0.193 100 19/2.60 13.00 2.0 2.2 46.24 206 0.184 120 19/2.80 14.00 2.1 2.3 49.34 228 0.153 125 19/2.90 14.50 2.2 2.3 51.03 236 0.147 150 37/2.30 16.10 2.2 2.5 55.09 270 0.124 185 37/2.52 17.64 2.3 2.6 59.69 298 0.0991 200 37/2.60 18.20 2.4 2.6 61.73 311 0.0994 240 61/2.25 20.25 2.4 2.8 67.08 348 0.054 250 61/2.30 20.70 2.4 2.8 68.36 360 0.0738 300 61/2.52 22.68 2.5 3.0 74.03 400 0.0601 325 61/2.60 23.4 2.6 3.1 76.25 414 0.0576 400 61/2.90 26.10 2.6 3.3 83.36 0.0470 500 61/3.20 28.80 2.8 3.5 91.25 0.0366 135 PL10: Cáp hạ áp lõi nhôm cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định cty CADIVI, kí hiệu AVV Dây dẫn Chiều Điện trở Chiều Đường Phụ tải Tiết dày dây dẫn Đường dày kính dịng diện Kết vỏ bọc 200C kính cách điện tổng thể điện định cấu PVC (max) dây dẫn mức mm2 N0/mm mm mm mm mm A /km 7.41 31 7.35 1.5 0.9 2.55 7/0.85 4.98 36 8.00 1.5 1.0 3.00 7/1.00 5.5 4.61 40 8.32 1.5 1.1 3.12 7/1.04 6.0 3.83 47 9.00 1.5 1.2 3.60 7/1.20 8.0 3.08 55 9.65 1.5 1.3 4.05 7/1.35 10 2.81 61 9.80 1.5 1.3 4.20 7/1.40 11 2.17 67 10.60 1.5 1.4 4.80 7/1.60 14 1.91 75 11.10 1.5 1.5 5.10 7/1.70 16 1.38 92 12.20 1.5 1.6 6.00 7/2.00 22 105 1.2 12.62 1.5 1.6 6.42 7/2.14 25 119 13.10 1.5 1.6 6.90 7/2.30 30 130 0.868 13.96 1.5 1.7 7.56 7/2.52 35 143 0.814 14.40 1.5 1.8 7.80 7/2.60 38 165 0.641 15.60 1.5 1.8 9.00 19/1.8 50 187 0.507 16.60 1.5 1.8 10.00 19/2.0 60 210 0.443 17.50 1.5 1.9 10.70 19/2.14 70 230 0.384 18.50 1.5 2.0 11.50 19/2.30 80 250 0.320 19.60 1.5 2.0 12.60 19/2.52 95 265 0.300 20.00 1.5 2.0 13.00 19/2.60 100 295 0.253 21.20 1.5 2.1 14.00 19/2.80 120 302 0.242 22.10 1.6 2.2 14.50 19/2.90 125 340 0.206 23.70 1.6 2.2 16.10 37/2.30 150 390 0.164 25.64 1.7 2.3 17.64 37/2.52 185 413 0.154 26.40 1.7 2.4 18.20 37/2.60 200 465 0.125 28.65 1.8 2.4 20.25 61/2.25 240 480 0.120 29.10 1.8 2.4 20.70 61/2.30 250 528 0.1 31.48 1.9 2.5 22.68 61/2.52 300 555 0.0946 32.40 1.9 2.6 23.40 61/2.60 325 628 0.0778 35.30 2.0 2.6 26.10 61/2.90 400 752 0.0605 38.60 2.1 2.8 28.80 61/3.20 500 0.0469 42.45 2.2 2.8 32.45 91/2.95 630 0.0367 47.36 2.4 2.8 36.96 91/3.36 800 0.0291 52.45 2.6 3.0 41.25 1000 91/3.75 136 PL11: Cáp hạ áp hai lõi nhôm cách điện PVC, loại nửa mềm đặt cố định CADIVI chế tạo, ký hiệu AVV Dây dẫn Chiều Điện trở Chiều Đường Phụ tải Tiết dày dây dẫn Đường dày cách kính Dịng diện vỏ bọc 200C Kết cấu kính điện tổng thể điện định PVC (max) dây dẫn mức  / km mm2 N0/mm mm mm mm mm A 4.0 7/0.85 2.55 0.9 1.5 12.1 25 7.41 5.5 7/1.00 3.00 1.0 1.5 13.4 29 4.98 6.0 7/1.04 3.12 1.1 1.5 14.4 32 4.61 8.0 7/1.20 3.60 1.2 1.5 15.5 38 3.83 10 7/1.35 4.05 1.3 1.5 16.6 44 3.08 11 7/1.40 4.20 1.3 1.5 17.1 49 2.81 14 7/1.60 4.80 1.4 1.5 18.9 54 2.17 16 7/1.70 5.10 1.5 1.5 19.4 60 1.91 22 7/2.00 6.00 1.6 1.6 21.4 74 1.38 25 7/2.14 6.42 1.6 1.6 22.64 84 1.2 30 7/2.30 6.90 1.6 1.7 23.60 95 1.04 35 7/2.52 7.56 1.7 1.7 25.52 104 0.868 38 7/2.60 7.80 1.8 1.8 26.40 114 0.814 50 19/1.8 9.00 1.8 1.9 29.00 132 0.641 60 19/2.00 10.00 1.8 1.9 31.20 150 0.507 70 19/2.14 10.70 1.9 1.9 33.00 168 0.433 80 19/2.30 11.50 2.0 2.0 35.20 184 0.384 95 19/2.52 12.60 2.0 2.1 37.60 200 0.320 100 19/2.60 13.00 2.0 2.1 38.40 212 0.300 120 19/2.80 14.00 2.1 2.2 41.00 236 0.253 125 19/2.90 14.50 2.2 2.2 42.40 242 0.242 150 37/2.30 16.10 2.2 2.3 46.00 272 0.206 185 37/2.52 17.64 2.3 2.5 49.88 312 0.164 200 37/2.60 18.20 2.4 2.5 51.40 330 0.154 240 61/2.25 20.25 2.4 2.7 55.90 372 0.125 250 61/2.30 20.70 2.4 2.7 56.80 326 0.120 300 61/2.52 22.68 2.5 2.9 61.56 359 0.100 325 61/2.60 23.40 2.6 2.9 63.40 377 0.0946 400 61/2.90 26.10 2.6 3.3 69.40 0.0778 500 61/3.20 28.80 2.8 3.3 76.00 0.0605 137 PL12: Cáp hạ áp lõi nhôm, cách điện PVC, loại nửa mềm, đặt cố định cty CADIVI, ký hiệu AVV Dây dẫn Điện trở Chiều Chiều Đường Phụ tải dây dẫn Đường dày cách dày vỏ kính tổng Tiết diện dịng điện 200C Kết cấu kính dây điện bọc PVC thể định mức (max) dẫn  / km mm N /mm mm mm mm mm A 4.0 7/0.85 2.55 0.9 1.5 12.7 18 7.41 5.5 7/1.00 3.00 1.0 1.5 14.27 21 4.98 6.0 7/1.04 3.12 1.1 1.5 14.96 23 4.61 8.0 7/1.20 3.60 1.2 1.5 16.43 27 3.83 10 7/1.35 4.05 1.3 1.5 17.83 32 3.08 11 7/1.40 4.20 1.3 1.5 18.15 35 2.81 14 7/1.60 4.80 1.4 1.5 20.08 39 2.17 16 7/1.70 5.10 1.5 1.6 20.65 43 1.91 22 7/2.00 6.00 1.6 1.6 23.22 53 1.38 25 7/2.14 6.42 1.6 1.6 24.13 61 1.20 30 7/2.30 6.90 1.6 1.7 25.36 69 1.04 35 7/2.52 7.56 1.7 1.7 27.22 75 0.868 38 7/2.60 7.80 1.8 1.8 28.36 83 0.814 50 19/1.80 9.00 1.8 1.9 31.15 95 0.641 60 19/2.00 10.00 1.8 1.9 33.30 108 0.507 70 19/2.14 10.70 1.9 2.0 35.44 121 0.443 80 19/2.30 11.50 2.0 2.1 37.8 133 0.384 95 19/2.52 12.60 2.0 2.2 40.37 145 0.320 100 19/2.60 13.00 2.0 2.2 41.23 153 0.300 120 19/2.80 14.00 2.1 2.3 44.02 171 0.253 125 19/2.90 14.50 2.2 2.3 45.72 175 0.242 150 37/2.30 16.10 2.2 2.5 49.57 197 0.206 185 37/2.52 17.64 2.3 2.6 53.52 225 0.164 200 37/2.60 18.20 2.4 2.6 55.16 229 0.154 240 61/2.25 20.25 2.4 2.8 59.98 269 0.125 250 61/2.30 20.70 2.4 2.8 60.94 277 0.12 300 61/2.52 22.68 2.5 3.0 66.04 305 0.100 325 61/2.60 23.40 2.6 3.1 68.42 321 0.0946 400 61/2.90 26.10 2.6 3.3 74.64 0.0778 500 61/3.20 28.80 2.8 3.5 81.72 0.0605 138 PL13: Cáp hạ áp lõi nhôm, cách điện PVC, loại nửa mềm, đặt cố định cty CADIVI chế tạo, ký hiệu AVV Dây dẫn Điện Chiều Chiều Đường Phụ trở dây Tiết dày dày kính tải Đường dẫn diện cách vỏ bọc tổng dòng Kết cấu kính 200C định điện PVC thể điện dây dẫn (max) mức  / km mm N /mm mm mm mm mm A A4 7/0.85 2.55 0.9 1.5 14.00 18 4.61 7/1.00 3.00 1.0 1.5 15.57 21 3.40 5.5 7/1.04 3.12 1.1 1.5 16.34 23 3.08 6.0 7/1.20 3.60 1.2 1.5 17.79 27 2.31 8.0 7/1.35 4.05 1.3 1.5 19.75 32 1.83 10 7/1.40 4.20 1.3 1.5 20.12 35 1.71 11 7/1.60 4.80 1.4 1.5 22.25 39 1.33 14 7/1.70 5.10 1.5 1.6 20.65 43 1.15 16 7/2.00 6.00 1.6 1.6 23.22 53 0.84 22 7/2.14 6.42 1.6 1.6 24.13 61 0.727 25 7/2.30 6.90 1.6 1.7 25.36 69 0.635 30 7/2.52 7.56 1.7 1.7 27.22 75 0.524 35 7/2.60 7.80 1.8 1.8 28.36 83 0.497 38 19/1.80 9.00 1.8 1.9 31.15 95 0.387 50 19/2.00 10.00 1.8 1.9 33.30 108 0.309 60 19/2.14 10.70 1.9 2.0 35.44 121 0.268 70 19/2.30 11.50 2.0 2.1 37.80 133 0.234 80 19/2.52 12.60 2.0 2.2 40.37 145 0.193 95 19/2.60 13.00 2.0 2.2 41.23 153 0.184 100 19/2.80 14.00 2.1 2.3 44.02 171 0.153 120 19/2.90 14.50 2.2 2.3 51.03 175 0.147 125 37/2.30 16.10 2.2 2.5 55.09 197 0.124 150 37/2.52 17.64 2.3 2.6 59.69 225 0.0991 185 37/2.60 18.20 2.4 2.6 61.73 239 0.0940 200 61/2.25 20.25 2.4 2.8 67.08 269 0.0540 240 61/2.30 20.70 2.4 2.8 68.36 277 0.0738 250 61/2.52 22.68 2.5 3.0 74.03 305 0.0601 300 61/2.60 23.4 2.6 3.1 76.25 321 0.0576 325 61/2.90 26.10 2.6 3.3 83.36 0.0470 400 61/3.20 28.80 2.8 3.5 91.25 0.0366 500 139 PL14: Cáp hạ áp lõi đồng, cách điện PVC, loại mềm cty CADIVI Dây dẫn Chiều Đường Phụ Điện trở dày kính tải dây dẫn Đường Tiết diện cách tổng dòng 200C Kết cấu kính định mức điện thể điện (max) dây dẫn  / km mm N /mm mm mm mm A 1.0 1/1.00 1.13 1.0 3.1 18 18.1 1.5 1/1.37 1.37 1.0 3.4 23 12.1 2.5 1/1.76 1.76 1.0 3.8 36 7.41 3.5 1/2.06 2.05 1.0 4.2 41 5.3 4.0 1/2.24 2.24 1.0 4.7 47 4.61 6.0 1/2.73 2.73 1.2 9.1 59 3.08 10 7/1.35 3.99 1.2 10.3 73 1.83 16 7/1.70 5.04 1.4 12.3 108 1.15 25 7/2.14 6.33 1.4 13.9 130 0.727 35 7/2.52 7.47 1.6 16.1 165 0.524 70 19/2.14 10.70 1.8 19.7 242 0.268 95 19/2.52 12.45 1.8 21.8 283 0.193 120 19/2.80 14.07 1.8 23.5 355 0.153 150 37/2.30 15.68 2.0 24.6 420 0.124 185 37/2.52 17.43 2.2 26.6 450 0.099 200 37/2.60 19.89 2.4 27.5 480 0.094 240 61/2.25 20.25 2.4 30.1 550 0.075 PL15: Giải tập thiết kế chiếu sáng dân dụng Siêu thị yêu cầu mức độ chiếu sáng cao chọn: Po = 30 W/m2 Tổng công suất cần cấp cho chiếu sáng siêu thị là: Pcs = Po.S = 30 x (10x10) = 3000W Chọn dùng loại đèn huỳnh quang, dài 1,2m; có cơng suất 40W => Số lượng bóng đèn cần dùng là: bóng Bố trí thành dãy, dãy 15 bóng chia làm cụm, cụm bóng Bố trí đèn dây mặt chiếu sáng theo hình vẽ sau Hình Sơ đồ mặt cấp điện chiếu sáng cho siêu thị 1; 4: Bảng điện; Dây đến cụm đèn; Cụm đèn; Áptômát tổng; Các áptômát nhánh 140 Vẽ sơ đồ nguyên lý lưới điện chiếu sáng cho siêu thị Sơ đồ nguyên lý cấp điện chiếu sáng cho siêu thị Lựa chọn áptômát tổng CBT: IdmAT  Itt  3000  17,045(A) 220.0,8 Tra sổ tay, chọn áptômát 30A LG chế tạo Lựa chọn áptơmát nhánh: Có áptơmát nhánh, dịng tính tốn nhánh dịng 15 đèn IdmAi  Itt  15 x 40  3,409(A) 220.0,8 Tra sổ tay, chọn dùng áptômát 5A LG chế tạo Thông số kỹ thuật áptômát cho bảng sau: Tên áptômát Uđm(V) Iđm(A) Loại Kiểu Số cực IcđmkA) Số lượng CBT 600 30 50AF ABE 53a 2,5 CB1, CB2, CB3, 600 50AF ABE 53a 2,5 CB4, CB5 Vì xa nguồn nên không cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch Lựa chọn dây dẫn cho dãy đèn k1k2Icp Itt = 3,409A Dự định dùng dây đồng bọc nhựa hạ áp, lõi mềm nhiều sợi CADIVI chế tạo dây riêng lẽ, đó: k1 = k2 = Chọn dây đơi mềm trịn loại VCm (2 x 1) có Icp = 10A Kiểm tra điều kiện kết hợp áptômát bảo vệ I cp  10A  1,25I dmCB 1,25 x  1,5 1,5 Vậy chọn dây VCm (2 x 1) cho dãy đèn hợp lý Vì đường dây ngắn nên khơng cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp xa nguồn nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt dịng ngắn mạch 141 PL16: Giải tập thiết kế chiếu sáng công nghiệp Xác định số lượng, công suất đèn (Nội dung phần bao gồm hạng mục từ bước đến trình tự tính tốn nêu trên) Vì xưởng sản xuất, dự định dùng đèn sợi đốt, cos = Chọn độ rọi cho chiếu sáng chung E = 30lx Căn vào thiết kế xây dựng nhà xưởng - Trần nhà cao 4,5m; - Mặt công tác h2 = 0,8m; - Độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,7m => H = h - h1 – h2 = 4,5 – 0,7 – 0,8 = m Tra bảng đèn sợi đốt, bóng vạn có L/H = 1,8 Khoảng cách đèn: L = 1,8 x H = 1,8 x = 5,4m Căn vào bề rộng phòng (20m) chọn L = 5m Đèn bố trí làm dãy cách 5m; cách tường 2,4m; Vậy, tổng cộng có 36 bóng, dãy bóng Chỉ số phịng:  a.b 20.50  5 H(a  b) 3.( 20  50) Lấy hệ số phản xạ tường 50%, trần 30%, tra sổ tay ta được: ksd = 0,48 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 hệ số tính tốn Z = 1,1 Quang thơng đèn là: F kESZ 1,3.30.1000.1,1   2483 (lumen) 36.0,48 n.k sd Tra bảng chọn bóng sợi đốt 200W có F = 2528 lumen Ngoài chiếu sáng nhà xưởng, cần đặt thêm bóng 100W cho phịng thay trang phục phịng WC Tổng cơng suất chiếu sáng tồn xưởng: P = 36 x 200 + x 100 = 7600W = 7,6 (kW) Thiết kế sơ đồ cấp điện chiếu sáng Đặt riêng tủ chiếu sáng cạnh cửa vào, lấy điện từ tủ phân phối phân xưởng Tủ gồm: áptômát pha; 10 áptômát nhánh pha Mỗi áptơmát điều khiển bóng đèn Sơ đồ cấp điện mặt sơ đồ nguyên lý thiết kế sau: 142 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng xưởng khí 1: Tủ điện chiếu sáng; 2: Bảng điện nhà thay quần Sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng xưởng khí Chọn áptơmát đặt tủ phân phối áptômát đặt tủ chiếu sáng I tt  Ptt 3.U dm cos  7,6 3.0,38.1  11,56(A) Chọn dùng áptômát pha 50A Clipsal chế tạo có thơng số ghi bảng: Tên áptômát Mã số Uđm(V) Iđm(A) Số cực Icđm(kA) Áptômát tổng áptômát nhánh đặt tủ phân phối G4CB3050C 400 50 143 Cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng chọn cáp đồng lõi vỏ PVC Clipsal chế tạo, tiết diện 6mm2 có Icp = 45 (A)  PVC(3 x + 1,4); k1k2Icp = 1.1.45  Itt = 11,56 (A) Chọn áptômát nhánh: - Xác định dịng điện tính tốn, - Tra sổ tay chọn áptômát Tên áptômát Mã số Uđm (V) Iđm (A) Số cực Icđm (kA) Áptômát nhánh G4CB2010C 400 10 Chọn dây dẫn từ áptômát nhánh đến cụm đèn: Với Itt = 3,64A chọn dây đồng bọc nhựa, tiết diện 2,5mm2 có Icp = 27A  chọn dây M (2 x 2.5) Kiểm tra dây dẫn kết hợp áptômát bảo vệ: Với dây PVC(3 x + 1,4) có: Với dây M (2 x 2.5): 1,25.50  41,6(A) 1,5 1,25.10  8,33(A) Icp = 27(A)  1,5 Icp = 45( A)  PL17: Giải tập xác định chiều cao cột thu lôi Gọi chiều cao cột thu cần chọn là: h (m) Chiều cao đối tượng bảo vệ là: hx (m) Bán kính đảm bảo đối tượng bảo vệ an toàn là: Rx (m) Giả thiết: hx < h => h > hx = m h > 30 m Với giả thiết ta chọn: p = Bán kính bảo vệ an tồn cột thu lơi cho đối tượng là: Hay: 400 = 1,5.(0,8h – 2).5,5 - 16,5 = 6,6h - 400 => h  3678 m Vậy, chiều cao cột thu lơi cao 3678 mét (tính từ mặt đất) PL18: Phạm vi bảo vệ cột thu lôi Số lượng 10 144 Phạm vi bảo vệ cột thu lơi có độ cao Phạm vi bảo vệ cột thu lơi có độ cao khác Rx xác định cột thu lôi bx bề ngang hẹp độ cao bảo vệ độ cao hx 2bx = 4Rx Trong đó: 145 a- khoảng cách hai cột thu lơi, đơn vị tính (m) ha- chiều cao hiệu dụng cột thu lơi, đơn vị tính (m) Trường hợp trạm đặt nhiều cột thu lơi (hình 4.8) phần ngồi khu vực bảo vệ tính cơng thức nêu trên, vật có độ cao h x nằm trạm bảo vệ thoả điều kiện sau: D  8.(h - hx) với h  30m D  8.(h - hx).P với h > 30m Phạm vi bảo vệ cột thu lôi PL19: Giải tập thiết kế nối đất cho trạm biến áp hạ áp 1000 - 22/0,4kV Xác định điện trở nối đất cho phép cần thiết theo tiêu chuẩn kỹ thuật Đất nơi đặt trạm đất sét pha sỏi, nên điện trở suất đất đ =1.104 .cm Đối với cọc thẳng đứng dùng thép góc L50x50x5 dài l = 2,5m, đóng cọc thành mạch vịng sâu cách mặt đất 0,7m; cọc cách khoảng a = 2,5m; Tra theo bảng 5.20 kđmax = 1,4 Đối với ngang dùng thép dẹp (40x4)mm chôn nằm cách mặt đất 0,8m; Tra theo bảng 5.20 kngmax =1,6 Trạm biến áp 22/0,4kV điện trở nối đất theo quy định là: Rđ  4; Xác định điện trở cọc Ta có: l = 2,5 (m) tt = kđmax.đ = 1,4.1.104 = 1,4.104 (.cm) Đối với thép góc có bề rộng b, đường kính ngồi đẳng trị tính: d = 0,95.b = 0,95.5 = 4,75(cm) Độ chôn sâu cọc, tính từ mặt đất tới điểm cọc (cm) t = 80 + = 205(cm) Suy ra: R1c =  4.205 250 0,366  2.250 l  lg 1,4.104. lg  = 44,13 4,75 4.205 250 250  Xác định sơ số cọc Theo tỷ số a/l = 1; tra bảng 5.22 chọn c = 0,47 146 Suy ra: (cọc) Với nsb tính được, kết hợp phương thức bố trí cọc theo mặt ta chọn số cọc sơ cần đóng (n = 23 cọc) Xác định điện trở n cọc điện cực thẳng đứng Rnc = () Xác định điện trở nối nằm ngang Rng = () Thanh thép (40x4)mm hàn đầu cọc thép góc cách mặt đất 0,8m Hệ số sử dụng nối vòng số điện cực thẳng đứng 23, tra bảng 5.22 theo tỷ số a/l = 1, chọn ng= 0,27 ttng = kng.đ = 1,6.1.104 = 1,6.104(.cm) Bề rộng nối đất: b = 4(cm) Độ sâu chôn nối đất: t = 80 (cm) Chu vi mạch vòng (m): L a/l =1 => a = 2,5.1 = 2,5m; => L = 20.2,5 = 50(m) Điện trở thực tế nối có xét đến hệ số sử dụng ng = = 22,52 () Xác định điện trở hệ thống nối đất nhân tạo = () Suy ra: Rnđ = 3,45  Ryc = 4 Vậy chọn 23 cọc thép góc L50x50x5 dài 2,5m đóng độ sâu cách mặt đất 0,7m thành mạch vòng, ngang dùng thép (40x4)mm hàn đầu cọc nối đất độ sâu 0,8m với chiều dài tổng 50m Hình vẽ bố trí nối đất trạm biến áp Hình vẽ quy cách cọc nối đất 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Khoa Điện (2014), Giáo trình Cung cấp điện, lưu hành nội bộ; [2] Nguyễn Xuân Phú (2014), Kỹ thuật an toàn điện tính tốn dây dẫn khí cụ điện bảo vệ vấn đề liên quan đến kỹ thuật an toàn cung cấp điện lưới hạ áp, NXB Khoa học kỹ thuật; [3] TS Trương Minh Tấn (2016), Giáo trình hệ thống cung cấp điện, NXB Xây dựng; [4] Vũ Văn Tẩm (2013), Giáo trình thiết kế cấp điện, NXB Giáo dục Việt Nam [5] Nguồn tài liệu từ Web: 123doc.VN; TAILIEU.VN