tiểu luận thiết kế kỹ thuật thiết kế trạm biến áp phân phối

TONG QUAN VE QUA TRINH THIET KE Ki THUAT 1.1.Khái niệm về thiết kế kĩ thuật 1.1.1.Thế nào là kĩ thuật Kĩ thuật: là một nhánh của khoa học và công nghệ, áp dụng các kiến thức khoa học v

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN _—===-== œ§EHso -

ĐúI HỌC ĐIỆT LỰC ELECTRIC POWER UNIVERSITY

TIEU LUAN THIET KE KY THUAT THIET KE TRAM BIEN AP PHAN PHOI

Cao Thành Giang MSV: 20810170307

Lê Ngọc Định MSV: 20810170345

Giáo viên hướng dẫn: ĐẶNG VIỆT HÙNG

Ngành : CÔNG NGHỆ KT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Hà Nội tháng — năm 2023

LỜI MỞ ĐẦU

Nhiệm vụ của một sinh viên trước khi ra trường là phải thực hiện và bảo vệ thành

công đồ án cũng như báo cáo của mình Đây là một bước quan trọng để một người sinh viên trở thành một kỹ sư, hoản thành chặng đường học tập và rèn luyện trong mái trường

đại học

Giờ đây, trải qua gần ba năm tu dưỡng và trau dôổi kiến thức đưới mái trường Đại

học Điện Lực, chúng em đã nhận được nhiệm vụ trình bày báo cáo đầu tiên của mình

Nội dung báo cáo chuyên đề bao gồm các phân:

Phân I Tổng quan vẻ quá trình thiết kế kỹ thuật

Phân II Thiết kế đối tượng —Trạm biến áp phân phối

Phân II Kết luận

Phụ lục

Dưới sự dạy báo tận tình của thầy giáo Đặng Việt Hùng, em đã hoàn thành được

báo cáo của mình Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên báo cáo của chúng em chắc

còn nhiều thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến góp ý của thầy để em rút ra được những kinh nghiệm cho công việc sau nảy

Đề trở thành một kỹ sư kỹ thuật, em sẽ không ngừng học tập trau đồi kiến thức và

kỹ năng, áp dụng sáng tạo những hiểu biết của mình đã học vào những công việc thực tế,

để xứng đáng với những tâm huyết mà thầy cô đã dạy dỗ chúng em

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

Nhóm sinh viên thực hiện: 03

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE QUA TRINH THIET KE Ki THUAT 3 1.1.Khái niệm về thiết kế kĩ thuật 5 SỰ 212gr a 3 1.1.1.Thế nào là kĩ thuật 5 S2 tỰ211221 2122121212 g re 3 1.1.2.Thiết kế kĩ thuật là gì - 2 ST HH 12221221 11a 3 1.2.Quá trình thiết kế kĩ thuật - 5 2S E121 21212212212 da 3 1.2.1.Các bước thiết kế kĩ thuật . - 5s SE 1222212212 3 1.2.2.Sự bền vững trong thiết kế kĩ thuật - 5 S211 xe 3 1.2.3 Lựa chọn vật liệu .- ttn H HH Hee 3

NA, an cố 4

1.2.5 Quá trình tối ưu hóa - 52 2s 221121112211211122122111221121122 xe 4 1.3.Qui định, tiêu chuẩn và quy chuẩn trong thiết kế kĩ thuật 5

1.3.2 Tiêu chuẩn và qui chuẳẩn - 5 S9 E1 22122122 2d 6 1.4 Vai trò của công cụ trong thiết kế kĩ thuật - 5s sen 7

1.5.1 Khô giấy (TCVN 7285:2003) 0n HH 2n rc § 1.5.2 Tỉ lệ (TCVN 7285:2003) HH2 1 21 rau 8 1.5.3 Đường nét (TCVN 8-24:2002) n1 rya 9

2.1 Téng quan chung vé tram bién Ap treo o.oo cccccccccccccccecccecseecsesesesseetsees 9

2.1.1 Khái niệm về trạm biến áp tre0 52 H212 errye 9

2.1.3 Ưu nhược điểm của trạm biến áp treo - se 12

2.2 Lập phương án và thiết kế 5à T211 212122122121 1e 15 2.2.1 Chọn phương án trạm biến áp phân phối - 5S 15 2.2.2 Thiết kế phần điện trạm biến áp treo - 5 che 15 2.2.3 Thiết kế xây dựng trạm - S21 22112122 18 2.3 Tính toán tài chính án HH HH Hà HH HH HH chà 20

2.3.1 Phân tích dòng tiền 5 0 TEỰ21 21 22212121020 2.3.2 Phân tích tài chính kinh tế -2 S2 2221121112212 22 xe

3.1 Thu hoạch của bản thân về môn học 22 s22 22122 2 xe 3.2 Đối tượng thiết kế và công cụ thiết kế - Sàn He TAI LIEU THAM KHAO

DANH MUC BANG BIEU

Bảng 2.1 Số liệu đầu vào

Bảng 2.2 Thông số máy biến áp chọn

Bảng 2.3 Vật tư phần trạm và vật tư đường dây 3 320kVA

Bang 2.4 Bang chi phi xây dựng các hạng mục Bảng 2.5 Phân tích tài chính kinh tế - c 522cc cà cà cà

17

LT 18

22 23

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Quy định khổ giấy theo TCVN còà cà ccc {8 Hình 2.1 Máy biến áp cào cà bàn nàn nh nh nh nàn neecssecsxcee TÔ Hình 2.2 Thiết bị đóng cắt và bảo vệ trung thể LÍ

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE QUA TRINH THIET KE Ki THUAT

1.1.Khái niệm về thiết kế kĩ thuật

1.1.1.Thế nào là kĩ thuật

Kĩ thuật: là một nhánh của khoa học và công nghệ, áp dụng các kiến thức khoa học và toán

học nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết kế, xây dựng, thiết bị, máy móc, hệ thống

1.1.2.Thiết kế kĩ thuật là gì

Thiết kế kĩ thuật: là quá trình nhằm phát triển ý tưởng cho một dự án và xây dựng kế hoạch

hành động để thực hiện thành công ý tưởng đó, trên cơ sở của khoa học cơ bản, toán học, khoa học kĩ thuật

1.2.Quá trình thiết kế kĩ thuật

1.2.1.Các bước thiết kế kĩ thuật

Tối ưu hóa

Viết thuyết minh dự án, thuyết trình

1.2.2.Sự bền vững trong thiết kế kĩ thuật

+ Các yếu tố cần quan tâm khi thiết kế HTĐ bền vững:

Kết hợp với nhiều lĩnh vực khác nhau: người thiết kế hiểu rõ hơn sự phát triển trong

dai han cua hé thong: đáp ứng được lâu dai nhu cầu sử dụng

Đảm bảo tin cậy khi sử dụng và bảo đưỡng: Tính toán đến khá năng báo đưỡng

trong giai doan thiết kế ban đầu; Đảm bảo tính linh hoạt, bề trí các thiết bị ở vị trí

thuận lợi đề thay thế, sửa chữa mà không phái dừng hay tháo rời toàn hệ thống:

Sử dụng các công nghệ mới: ứng đụng các sensors, cung cấp thông tin đã đủ về trạng thái vận hành, đưa ra những cảnh báo sửa chữa khi cần thiết; tích hợp các phần mềm phân tích thông minh, giảm thiểu chi phí kiểm tra bảo dưỡng định kỳ Tận dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo: thiết kế có tính đến các phương án

kết nối nguồn tái tạo trong hiện tại hoặc tương lai

Áp dụng phương pháp thiết kế toàn điện: ví dụ: tính toán thiết kế mặt bằng cho hệ thống tủ điện ngay trong giai đoạn đầu tiên; ứng dụng BIM trong thiết kế hệ thống

cơ điện công trình

1.2.3 Lựa chọn vật liệu

- Mật độ

- Sức bên

- Kha nang gia công

Một đội thiết kế (design team) có thể được định nghĩa là một nhóm các cá nhân với

chuyên môn, kỹ năng giải quyết van dé, va tai năng bù trừ cho nhau, cùng làm việc để giải

quyết một vấn đề để đạt được một mục đích chung nảo đó như: dịch vụ, thiết kế sản phẩm, phát triển sản phẩm, sản xuất, chế tạo, hoặc cải tiến một dịch vụ hoặc sản pham da co

Một nhóm tốt là nhóm có thê phát huy khả năng tốt nhất của từng cá nhân Trao đổi thông tin là chìa khóaquan trọng cho thành công của nhóm

*Giải quyết xung đột:

- Xung đột có thể là do sự thiểu thông tin, trao đổi cho nhau; khácbiệt về cá tính; cách thực thực hiện các nội dung công việc không được thống nhất

- Trao đổi thông tin tích cực là một phân không thê thiếu của giải quyết xung đột

- Thông tin cần truyền đạt rõ rang, tránh hiểu lầm

- Biết lắng nghe người khác, không cắt ngang

-_ Đặt câu hỏi, câu gợi mở hướng người nói tới vẫn đề đang thảo luận

1.2.5 Quá trình tối ưu hóa

of analysis

be improved?

Final Design

1.3.Qui định, tiêu chuẩn và quy chuẩn trong thiết kế kĩ thuật

1.3.1 Qui định

- Qui định: là những quy tắc, chuân mực trong xử sự; những tiêu chuẩn, định mức về kinh

tế, kỹ thuật được cơ quan nhà nước có thâm quyền ban hành hoặc thừa nhận và buộc các

tổ chức, cá nhân có liên quan phải tuân thủ

* Một số qui định của Điện Lực:

- EVN NPC.KT/QĐ.01 - Quy định tạm thời về Tiêu chuân kỹ thuật lựa chọn

- Thiết bị thông nhất trong Tổng công ty điện lực Miền Bắc, 2016

- Thông tư 02/2017/TT-BCT- Qui định phương pháp, trình tự lập, thẩm định và phê duyệt giá truyền tái điện

- Thông tư 25/2016/TT-BCT - Qui định hệ thống điện truyền tai

- Thông tư 36/2015/TT-BCT - Qui định hệ thống điện phân phối

- Thông tư 30/2019/TT-BCT - Bồ sung một số điều về qui định hệ thống điện phân phối, truyền tái

- Thông tư 15/2014/TT-BCT- Qui định về mua, bán công suất phản kháng

1.3.2 Tiêu chuẩn và qui chuẩn

a Tiêu chuân

Tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn là quy định về đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quán lý đùng làm

chuẩn để phân loại, đánh giá sản phẩm, hang hoa dịch vụ, quá trình, môi trường va các đối

tượng khác trong hoạt động kinh tế kỹ thuật nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các đối tượng này

+ Nội dung: Tiêu chuẩn là quy định về đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quản lý dùng làm

chuẩn để phân loại, đánh giá

+ Đối tượng: sản phẩm, hàng hoá dịch vụ, quá trình, môi trường vả các đối tượng khác

trong hoạt động kinh tế kỹ thuật

+ Hệ thống tiêu chuẩn tại Việt Nam

Tiêu chuẩn quốc gia: TCVN Tiêu chuẩn cơ sở: TCCS

+ Xây dựng và công bố:

TCVN: Các Bộ quản lý chuyên ngành tô chức xây đựng đự thảo TCVN cho lĩnh vực thuộc ngành mình phụ trách được phân công quản lý, trình Bộ Khoa học và Công nghệ thâm xét để công bố áp dụng

TCCS: Các tô chức sản xuất, kinh doanh tổ chức xây dựng, công bé dé ap dung trong pham vi tổ chức mình

+ Hiệu lực: Tiêu chuẩn được xây dựng, công bồ đề tự nguyện áp dụng trong sản xuất, kinh doanh, dịch vụ

b.Qui chuẩn

Qui chuân: Quy chuẩn kỹ thuật là quy định về mức giới hạn của đặc tinh kỹ thuật và yêu

cầu quản lý mả sản phẩm, hàng hoá, dịch vụ, quá trình, môi trường vả các đối tượng khác trong hoạt động kinh tế-xã hội phải tuân thủ dé dam bảo an toàn, vệ sinh, sức khoẻ con người; bảo vệ động vật, thực vật, môi trường; bảo vệ lợi ích và an ninh quốc gia, quyền lợi

người tiêu đùng và các yêu cầu thiết yêu khác

+ Nội dung: Quy chuẩn kỹ thuật là quy định về mức giới hạn của đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quản lý

+ Đối tượng: sản phẩm, hàng hoá, dịch vụ, quá trình, môi trường vả các đối tượng khác trong hoạt động kinh tế-xã hội

+ Phân loại: Hệ thống quy chuẩn kỹ thuật ở Việt Nam

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật địa phương: QCĐP

+ Xây dựng, ban hành

QCVN: các Bộ quán lý chuyên ngành tổ chức xây dựng, ban hành đề áp dụng cho các lĩnh vực được phân công quản lý sau khi tham kháo ý kiến của Bộ Khoa học và Công nghệ QCĐP: UBND tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương tổ chức xây dựng, ban hành đề áp dụng trên địa bàn thuộc phạm vi quản lý cua minh

+ Hiệu lực: Quy chuẩn kỹ thuật được xây dựng, ban hành đề bắt buộc áp dụng

c Một số tiêu chuẩn và qui chuẩn

+ Về thiết kế điện công trình:

- TCXDVN 394:2007: Tiêu chuẩn thiết kế, lắp đặt trang thiết bị điện trong các công trình

xây dựng — Phần an toàn điện

- TCVN 9206-2012 Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng-Tiêu chuẩn thiết

kế

- TCVN 9385-2012 - Chống sét cho các công trình xây dựng Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 1997- Tập 2

- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về các công trình xây dựng và sử dụng năng lượng hiệu qua QCVN 09-2013

- Quy pham trang bi dién

- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về kỹ thuật điện QCVN 2015/BCT

« Về thiết kế điện đường dây và trạm biến áp:

- TCXDVN319 : 2004 "Lap đặt hệ thống nói đất thiết bị cho các công trình - công nghiệp

- Yêu cầu chung "

- EVN NPC.KT/QD.01 — Quy định tạm thời về Tiêu chuẩn kỹ thuật lựa chọn - thiết bị thông nhất trong Tổng công ty điện lực Miễn Bắc, 2016

- IEC 60099-4: 2014 — Metal — oxide surge arresters without gaps for a.c System

- IEC 62271-200:2011— AC metal-enclosed switchgear and controlgear for - rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV

- IEC 60076: Power Transformer

1.4 Vai trò của công cụ trong thiết kế kĩ thuật

kê hoạch chi tiệt kỹ thuật sẽ hướng dân thực hiện Thiệt kê kỹ thuật là bước tiếp theo sau

7

khi các kiến trúc sư thực hiện thiết kế cơ sở Xong bên cạnh đó, để có thể thiết kế ra những phương án kỹ thuật phải ‹ cần đến các công cụ hễ trợ như: AutoCAD, Excel, Word, Dialux, MATLAB, PSIM Mỗi một công cụ đều có những vai trò riêng, nhưng chung quy nó đêu làm cho bài thiết kê trở nên hoản hiện hơn Là công cụ tính toán đồng thời là quản ý

kỹ thuật, giúp cho bán thiết kế được nhìn một cách bao quát và chọn vẹn hơn

1.5.Những quy định chung về bản vẽ kĩ thuật

Mỗi bán vẽ đều có những tiêu chuẩn riêng để người vẽ và người thi công hiểu được với những nguyên tắc và quy ước riêng

(1) Tên gọi của vật thể: chiều rộng 16 mm, chiều dài 70 mm

(2) Tên vật liệu: chiều rộng 8 mm, chiều đài 30 mm

(3) Tỉ lệ của bán vẽ: chiều rộng 8 mm, chiều dải 20 mm

(4) Kí hiệu số bài tập: chiều rong 8 mm, chiéu dai 20 mm

(5) Ho va tén người vẽ: chiéu rong 8 mm, chiéu dai 30 mm

(6) Ngày lap ban vé: chiéu réng 8 mm, chiéu dai 20 mm

(7) Chữ kí của người kiểm tra: chiều rộng 8 mm, chiều dài 30 mm

(8) Ngày kiêm tra: chiều rộng 8 mm, chiều dải 20 mm

(9) Tên trường, lớp (đơn vị): chiều rộng 16 mm, chiều đài 70 mm

1.5.2 Tỉ lệ (TCVN 7285:2003)

- Ghi vao 6 ghi tỉ lệ: ghi dạng 1:2, 1:10 Tỉ lệ này có giá trị cho toàn bản vẽ

- Ghi cạnh một hình vẽ : ghi dạng TỈ LỆ 1:2, TỈ LỆ 1:10 Tỉ lệ này chỉ có giá trị riêng

một hình vẽ

1.5.3 Đường nét (TCVN 8-24:2002)

Các quy định cơ bán về đường nét:

« Nếu 02 nét giao nhau, nên giao bởi nét gạch

« Các đường cùng loại song song và gần nhau nên vẽ so le

« Hai đường song song khoảng cách yêu cầu >0,7mm, >4d

« Đường nét phải thống nhất trên cùng một bản vẽ

1.5.4 Ghi kích thước ( TCVN 5705 : 1993 )

« Kích thước trên bản vẽ là kích thước thật vật thế, không phụ thuộc vào tỉ lệ hình biểu diễn

+ Mỗi kích thước chỉ được ghi một lần

» Kích thước phải được đặt tại hình thê hiện rõ rang nhất

« Kích thước có quan hệ nên được ghi theo từng nhóm đề dễ đọc

CHUONG 2 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHÓI 35/0,4kV, 150kVA, KIỂU TREO

2.1 Tổng quan chung về trạm biến áp treo

2.1.1 Khái niệm về trạm biên áp treo

Trạm biến áp treo là loại trạm mả toàn bộ các trang thiết bị bảo vệ và máy biến áp đều

được đặt ngoài trời trên các giá đỡ được gia công bằng sắt mạ kẽm và được bắt giữa hai cột Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha có công suất đến 630 kVA, cấp điện áp đến 35, 22 kV/0,4 kV

Phần đo đếm điện năng có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp Tủ phân phối hạ

áp đặt trên giàn giữa hai cột hoặc tủ được bắt ôm vảo 1 cột điện đàn trạm Đường dây trung

thê đến cấp nguồn cho trạm biến áp có thể là đường dây trên không hay đường cáp ngầm Trạm treo thường tiết kiệm đất nên thường cung cấp điện cho khu dân cư hay các nhà máy phân xưởng Loại trạm treo có chi phí xây dựng rẻ nhưng tính thâm mỹ không cao và đòi hỏi khoảng cách hành lang an toản lưới điện phải lớn

2.1.2 Cấu tạo trạm biến áp treo ; ,

Trạm biên áp treo câu tạo gôm: Máy biên áp, các thiết bị đóng cặt bảo vệ, bệ móng dàn trạm và cột bê tông ly tâm, hệ thống xà mạ kẽm và đường dây trung thê cấp nguồn trung thê cho máy biến áp

+ Máy biến áp: Có thể là sử dụng 1 máy ba máy biến áp 3 pha hoặc sử dụng 3 máy biến

áp 1 pha, thông thường sử dụng 1 máy biến áp 3 pha có công suất đến 630KVA Máy biến

áp có thể là 1 cấp điện áp hoặc 2 cấp điện áp trung thế tùy theo cấp điện áp của lưới điện lực

Hình 2.1.Máy biến áp + Thiết bị đóng cắt và bảo vệ trung thế: Gồm Cầu dao cách ly hoặc cầu dao phụ tải, chống sét van, cầu chỉ tự rơi Trong đó cầu đao dùng để đóng hoặc ngắt điện trung thế tới trạm biến áp, Chống sét van dé bảo vệ trạm biến áp tránh tác động của dòng xung sét trên đường dây lan tới, Cầu chì tự rơi dùng để bảo vệ máy biến áp khi bị ngắn mạch quá

tải Các thiết bị cầu đao, chống sét van, cầu chỉ tự rơi phải được lựa chọn và sử dụng theo cấp điện áp của lưới điện lực

Hình 2.2.Thiết bị đóng cắt và bảo vệ trung thế

+ Hạ áp: Gồm tủ hạ thế có sử dụng aptomat theo gam công suất máy biến áp, tùy theo công suất máy đề tính đòng định mức của máy biến áp sau đó lựa chọn aptomat có đòng định mức cao hơn I1 cấp Phía hạ áp phái lắp đặt tụ bù công suất giúp giảm lượng điện hao hụt và tiết kiệm chỉ phí cho người sử dụng