Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư

án thiết kế hệ thống cung cấp điện là yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành hệ thống điện.

Đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một chung cư cao tầng” là một bướclàm quen của sinh viên ngành hệ thống điện về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện vì nó làmột đề tài mới và còn khá nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình thiết kế Sau một thờigian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Quang Khánh, đến nay, về cơ bản em

đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này Do thời gian có hạn nên không thể tránh khỏinhững thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để đồ án này đượchoàn thiện hơn Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụcông tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Quang Khánh đã giúp em hoàn thành đồ

án này

Hà Nội, tháng 3 năm2011

Sinh viên thực hiện Phạm Văn Thanh

H, m Chiếu sang ngoài trời với tổng chiều dài lấy bằng năm lần chiều cao của tòa nhà,công suất chiếu sang là: p0sh=0.03 kW/m, Nguồn điện có công suất vô cùng lớn, khoảngcách từ điểm đấu điện đến tường của tòa nhà là L, mét Toàn bộ chung cư có ntm thangmáy gồm hai loại nhỏ và lớn với hệ số tiếp điện trung bình là ε=0,6; hệ số cosφ=0,65.Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM, h/năm;

Hệ thống máy bơm bao gồm:

Thời gian mất điện trung bình trong năm là tf=24h;

Suất thiệt hại do mất điện là: gth=5500 đ/kWh;

Chu kì thiết kế là 7 năm Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính Pt = P0.[1+a(t-t0)] với suất tăng trung bình hàng năm là a=4,5% P0 là công suất tính toán năm hiện tại t0 Hệ số chiết khấu i=0,1;

Giá thành tổn thất điện năng: cΔ=1000 đ/kWh; Giá mua điện gm=500 đ/kWh; Giá bánđiện trung bình gb=860 đ/kWh.Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kếcung cấp điện.

Các dữ liệu thiết kế được thiết kế được lấy trong bảng 3 ứng với chữ cái đậu của họ, tên

và tên đệm của người thiết kế

Bảng 1: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng

al

ph

ab

Tầng N h theo diện tích Thang máy Trạm bơm Tham số khác

N 70 100 120 Nhỏ Lớn Cấp nướcsinh hoạt Thoát Bể bơi Cứuhỏa H, m T M , h L, m

-B.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI

∑

=

i hi i đt

cc

sh k k P n k

P

1 0

Trong đó:

kcc – hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong toà nhà (lấy bằng 5%, tức là

kcc=1,05);

kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1

P0 – suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo [bảng 10.pl], kW/hộ (phụlục);

N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích;

ni – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);

khi –hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn Ftc (tăngthêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn): khi= 1+(Fi-Ftc).0,01

Fi – diện tích của căn hộ loại i, m2;

Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị dịch vụ

và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt thông thoáng v.v Phụ tảitính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được xác định theo biểu thức sau:

Pđl = knc.dl(Рtm ∑ + Pvs.kt) , Trong đó:

Pđl – công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;

knc.dl – hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;

Ptm ∑ - công suất tính toán của các thang máy;

Pvs.kt – công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật

Công suất tính toán của các thang máy Ptm ∑, được xác định theo biểu thức:

∑

=

Σ

ct i

n tm tm nc

tm k P P

1

Trong đó:

knc.tm – hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo [bảng 2.pl];

пct – số lượng thang máy;

Р tmi – công suất của thang máy thứ i, kW

Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng cầnphải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:

ε

tm n

tm P

P = .Trong đó:

Pn.tm – công suất định mức của động cơ thang máy, kW;

ε - hệ số tiếp điện của thang máy (ε = 0,6, theo đề bài)

1.2 Phụ tải sinh hoạt

Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện tại t0 =

0, áp dụng mô hình dạng:

Pt = [1+α(t-t0)]

Trong đó:

P0-phụ tải năm cơ sở t0;

α-suất tăng phụ tải hàng năm, ;

Suất phụ tải của mỗi hộ gia đình ở mỗi năm của chu kỳ thiết kế được tính như bảng sau:

i k n

Trong đó kh1,kh2,kh3 lần lượt là các hệ số hiệu chỉnh đối với các căn hộ diện tích trên 70 m2

tăng thêm 1% cho mỗi m2 đối với căn hộ dùng bếp điện

kcs - hệ số tính đến phụ tải chiếu sáng chung trong tòa nhà (lấy bằng 5%, tức

Tính phụ tải riêng cho mỗi tầng

Công suất tính toán của mỗi tầng được xác định như sau:

Ứng với mỗi tầng là 8 hộ nên ta có kđt = 0,502 theo [bảng 1.pl];

Ptang = kcs.kdt.P0.∑

=

N i hi

i k n

1

= 1,05.0,502.1,62(4.1+2.1,3+2.1,5) = 8,2 kW

Ta có:

Hệ số công suất cosφsh = 0,96 (tgφ = 0,29) theo [bảng 9.pl]

Qtang = Ptang.tgφsh = 8,2.0,29 = 2,38 kVAr

1.3 Phụ tải động lực

• Phụ tải thang máy:

Trước hết ta cần quy giá trị công suất của các thang máy về chế độ làm việc dài hạn Thang máy có công suất nhỏ:

• Phụ tải tính toán của trạm bơm:

+Phụ tải trạm bơm được coi là thuộc nhóm phụ tải vệ sinh kỹ thuật

+Phụ tải trạm bơm có 11 máy bơm chia làm 4 nhóm :

Ta lần lượt tính phụ tải cho 4 nhóm này như sau

Nhóm 1: Cấp nước sinh hoạt

Hệ số nhu cầu của 9 máy lấy bằng 0,783; bảng 3.pl

Nhóm knc Số máy x công suất Pbơmi ,kW

Nước sinh hoạt 0,783 2x16 + 4x5,6 42,6

Tổng hợp 4 nhóm này ta có phụ tải của trạm bơm:

Với 4 nhóm máy bơm nên theo bảng 3.pl ta có k = 0,85

Pbơm = knc ∑P bom = 0,85.80,6 = 70,21 kW

Ta tổng hợp phụ tải trạm bơm và thang máy bằng phương pháp số gia

Vì Pbơm > Ρtm∑ và mạng điện đang xét là mạng hạ áp

Vậy nên phụ tải động lực:

04 , 0

= 70,21 + 0,41 20,92

5

92,

Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải cho trong bảng 1.3 sau

Bảng 1.3 Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải

Nhóm phụ tải Thang máy Bơm Sinh hoạt Chiếu sáng

Hệ số công suất của máy bơm nước công nghiệp,của hộ gia đình có sử dụng bếp gas lần lượt tra [bảng 13.pl] và [bảng 9.pl] , hệ số công suất của phụ tải chiếu sáng lấy bằng 1

Hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực:

dl dl

cs cs

dl sh

i

i i

P P P

P P

P P

P

++

++

77,0.78,831.88,870,0.65,

++

++

Vậy công suất biểu kiến là:

=1470,75,983= 197,311 kVA

Q = S2 −P2 = 197,3112 −147,9832 = 130,51 kVAr

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN

2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA).

Như đã biết, vị trí của trạm biến áp cần phải đặt tại trung tâm phụ tải, tuy nhiênkhông phải bao giờ cũng có thể đạt được điều đó, vì lý do về kiến trúc, thẩm mỹ vàđiều kiện môi trường Đã từng xẩy ra các trường hợp phàn nàn về tiếng ồn của máybiến áp đặt bên trong tòa nhà Đối với các tòa nhà nhỏ, vị trí của các trạm biến áp cóthể bố trí bên ngoài Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp

ở bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bêntrong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân Trạm biến áp cũng có thể đặt ởtầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà Phương án đặt trạm biến áp ở tầng hầmgần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu ý đến hệ thống thôngthoáng và điều kiện làm mát của trạm Nhìn chung, để chọn vị trí lắp đặt tối ưu cầnphải giải bài toán kinh tế - kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cả các yếu tố cóliên quan

Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được cách âm tốt vàphải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong công trìnhcông cộng 20 TCN 175 1990 Trạm phải có tường ngăn cháy cách li với phòng kềsát và phải có lối ra trực tiếp Trong trạm có thể đặt máy biến áp (MBA) có hệthống làm mát bất kì

Chọn vị trí đặt trạm biến áp là tầng hầm Vì những lý do sau:

+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ

+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người

+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra

1 2 3

2.2 Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)

2.2.1 Phương án A

a Sơ đồ mạng điện bên ngoài:

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân phốiđầu vào của tòa nhà Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị các thiết bịđóng cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụthuộc vào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửahàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tin cậycung cấp điện Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể có một,hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối

Để cung cấp điện cho các tòa nhà có độ cao là 16 tầng có thể áp dụng sơ đồhình tia

Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:

+ Độ tin cậy

+ An toàn

+ Tính kinh tế

1,2,3 - Đường dây cung cấp chính.

4,5,6 - Tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch

Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1 được sử dụng

để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu sáng hành lang, cầuthang, chiếu sáng bên ngoài…) còn đường dây kia dùng để cung cấp điện chocác thang máy, thiết bị cửu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác Khi xảy ra

sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ đượcchuyển sang mạch của đường dây lành Như vậy các đường dây cung câp điệnphải được lựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xảy ra sự cố Đốivới tòa nhà 16 tầng có nhiều đơn nguyên, cần tăng thêm số đường dây cung cấplên ba, thậm chí hơn ba lộ Ở sơ đồ này đường dây thứ nhất sẽ đóng vai trò dựphòng cho đường dây thứ hai, về phần mình, đường dây thứ hai - làm dự phòngcho đường dây thứ ba và cuối cùng đường dây thứ ba làm dự phòng cho đườngdây thứ nhất

b Sơ đồ mạng điện trong nhà:

Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực hiện vớicác đường trục đứng Đầu tiên là lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặt các đườngtrục đứng Sơ đồ trục đứng cung cấp điện căn hộ qua tầng

1 2

2.2.2 Phương án B.

a Sơ đồ mạng điện bên ngoài:

Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp cho cảchung cư, động lực và chiếu sáng Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên là tiếtkiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung cấp điệnliên tục Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A

SVTH: PHẠM VĂN THANH 13 LỚP: Đ4LT_H4

b Sơ đồ mạng điện bên trong:

Sơ đồ tia (Các tầng được cung cấp điện bằng các tuyến độc lập)

CHƯƠNG 3 CHỌN SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP

VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

3.1 Chọn tiết diện dây dẫn

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự phòngcho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có sự cố ở mộttrong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào của các hộ tiêu thụ;Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây dựng độc lập với nhau.Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt theo chương trình xác định

3.1.1 Lựa chọn phương án đi dây từ điểm đấu điện đến trạm biến áp

Ta tiến hành so sánh giữa hai phương án

+ Phương án 1 dùng nguồn cấp là đường dây 22 kV

+ Phương án 2 dùng nguồn cấp là đường dây 10 kV

Dự định dùng dây cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo, lõi nhôm có γ = 32Ω.m/mm2 cho trước một giá trị x0 = 0,4 Ω / km Hao tổn điện áp cho phép là ΔUcp = 1,25%

Q∑

100 = 2 6

10.22

67.4,0.51,130

.100 = 0,00072

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:

∆Ur1% = ∆Ucp1% - ∆Ux1% = 1,25 – 0,00072 = 1,24928 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức:

F1 = 2

%'

1

U U

L P r

γ = 32.1,24928.222

67.983,147

P∑ + ∑

= 2 6

10.22

135,0.51,13024,1.983,

Q∑

.100 = 2 6

10.10

67.4,0.51,130

.100 = 0,0035 %

Thành phần hao tổn điện áp tác dụng

∆Ur2% = ∆Ucp2% - ∆Ux2% = 1,25 – 0,0035 = 1,2465 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo biểu thức

F2 = 2

%'

2

U U

L P r

γ = 32.1,2465.102

67.983,147

= 2,5 mm2

Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải là 16 mm2

vậy ta chọn cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo 16 mm2 có r0.2 = 1,94 và x0.2=0,113Ω / km

P∑ + ∑

10.10

113,0.51,13094,1.983,

2 2

10

τ- thời gian tổn thất công suất cực đại

27578760

.)10.4370124

,0(8760.)10.124

,0

2 2

10

.

10.2757.67.24,1.22

51,130983

c∆- Giá thành tổn thất điện năng c∆= 1000đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 25mm2 là v01 = 1321.106 đ/km (tra bảng 33.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

h h

Với Th – tuổi thọ công trình Lấy Th = 25 năm

Tra bảng 31.pl với đường dây cao áp kkh% = 2,5%

2 2

10

.

10.2757.67.24,1.10

51,130983

Trong đó: c∆- Giá thành tổn thất điện năng c∆= 1000đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp cao áp có tiết diện 16mm2 là v01 = 735.106 đ/km [tra bảng 33.pl]Vậy chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

→ dây dẫn sẽ được chọn theo phương án 2

3.1.2 Chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối

Tủ phân phối trung tâm lấy nguồn từ trạm biến áp và máy phát dự phòng thông qua

bộ chuyển đổi nguồn tự động: máy phát tự khởi động khi nguồn chính từ máy biến ápmất và tắt khi nguồn chính có trở lại

Tủ phân phối trung tâm cấp nguồn cho các tủ phân phối trung gian ở các tầng Thôngthường một tuyến dây nguồn cấp cho bốn năm tầng Ngoài ra nó còn cung cấp nguồn chocác phụ tải chính như máy điều hòa trung tâm, thang máy, hệ thống bơm…

Chiều dài từ trạm biến áp đến tủ phân phối l1 = 32 m, trong tổng số hao tổn điện áp chophép 4,5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:

- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng ∆ Ucf 1= 2%

- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng ∆ Ucf 2 = 1,25%

- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình ∆ Ucf 3 = 1,25%

Dự định chọn dây cáp lõi đồng có độ dẫn điện γ = 54m.mm /2 Ω

Sơ bộ chọn x0 = 0,1 Ω / km, xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux1% = 20.1

U

l x

Q∑

380

32.1,0.51,130

.100 = 0,28 %Thành phần hao tổn điện áp tác dụng

∆Ur1% = ∆Ucf1% - ∆Ux1% = 2 – 0.28 = 1,72 %

Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho tủ phân phối tổng được xác định theo biểuthức

'

1

5 1

10.32.983,147

2 1

2 0

U

x Q r

a Phương án 1:Mỗi tầng một tuyến dây đi độc lập

Tính toán cho tầng cao nhất là tầng 16:

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối tầng 16 là:

L2 = 3,7.16 = 59,2m

Công suất phản kháng của từng tầng: Q tầng = 2,38 kVAr

Thành phần của hao tổn điện áp:

∆Ux2% = .20.2

U

l x

Q tâng

380

2,59.1,0.38,2

.100 = 0,0098 %Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

10 2 , 59 2 , 8

tan

380

073 , 0 38 , 2 84 , 1 2 , 8 100

l U

x Q r

.59,2.100 = 0,62% < 1,25%

Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp

b Phương án 2: Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng

Sơ đồ đường dây lên các tầngCoi đường dây lên các tầng có phụ tải phân phối đều

∆Ux2% = 02 2

.2

U

l x

U

l x

Q sh

380.2

2,59.1,0.55,24

5 2

10.2

2,59.65,84

064,0.55,2452,0.65,84

38,0

38,22,

8 +

.1,84.503,2.2757.10-6 = 1288,8 kWh

Chi phí do tổn thất là:

C = c ∆A =1000.1288,8 = 1,2888.106 đ

Trong đó:

c∆- Giá thành tổn thất điện năng c∆= 1000đ/kWh

Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-10 là v01 = 405.106 đ/km (tra bảng 32.pl)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

h h

Với Th – tuổi thọ công trình Lấy Th = 25 năm

Tra bảng 31.pl với đường dây hạ áp kkh% = 3,6%

10.2757.2,59.064,0.38

,0.2

51,130983,

= 1408,14 kWhChi phí tổn thất là:

C∆A = c∆.∆A2 =1000.1408,14 = 1,40814.106 đ

Suất vốn đầu tư của cáp XLPE-35 là v02 = 725.106 đ/km (tra bảng 32.pl)

Chi phí quy đổi theo phương án 2 là:

dây dẫn được chọn theo phương án 2

3.1.4 Chọn dây dẫn cho mạch điện thang máy

- Với thang máy có công suất lớn (P =16 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l31 = 60m, ta có hệ số cos ϕ =tm 0,65

Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

Qtm= Ptm.tgϕ = 12,4.1,169 = 14,5 kVAr

Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux3%= 100 0,06

380

60.1,0.5,14100

2 2

3

U

l x

Q tm

%Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

∆Ur3% =∆Ucp3- ∆Ux3% = 1,25-0,06 =1,19%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

Ta chọn cáp hạ áp XLPE-10 có tiết diện 10 mm2 có r03 = 2 và x03 =0,08 Ω / km

Hao tổn điện áp thực tế:

08,1100.60.380

08,0.5,142.4,12100

2 3

2 03

P

Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

- Với thang máy có công suất nhỏ (P =7,5 kW)

Chiều dài đến thang máy xa nhất là l32 = 60m, ta có hệ số cos ϕ =tm 0,65

Tổng số hao tổn điện áp cho phép Ucp% = 1,25%

Công suất phản kháng của thang máy là

2 2

3

U

l x

Q tm

%Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

∆Ur3% =∆Ucp3- ∆Ux3% = 1,25-0,208 =1,042%

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

5 2

3

5

380.042,1.54

10.60.26,4

10

mm U

U

l P

09,0.585,4.26,4100

2 3

2 03

P

Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

Với tổng số thang máy là 2x7,5 và 1x16 ta bố trí tháng máy có công suất 16 kW vớichiều dài dây là 60m; 2 thang máy có công suất 7,5 với chiều dài dây là 60

3.1.5 Chọn dây dẫn cho mạch điện trạm bơm

Chiều dài từ tủ phân phối tổng đến trạm bơm là l4 = 50m

Xác định thành phần hao tổn điện áp phản kháng

∆Ux4%= .2 0. 4.100

U

l X

Q bom

Trong đó: Qbom= Pbom.tgϕ= 70,21.0,75 = 52,66 kVAr

2 2

5 2

3

5

380.19,1.54

10.60.4,12

10

mm U

U

l P F

Vậy: ∆Ux4%= 100 0,18

380

50.1,0.66,52100

2 2

4

U

l X

Q bom

%Thành phần hao tổn điện áp tác dụng cho phép là:

∆Ur4% =∆Ucp4- ∆Ux4% = 1,25-0,18 = 1,07 %

Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:

07,42380.09,1.54

10.50.21,70

10

2

5 2

063,0.66,5237,0.21,70100

2 4

2 04

P

Cáp ta đã chọn là thỏa mãn điều kiện hao tổn điện áp

3.1.6 Chọn dây dẫn cho mạng điện chiếu sáng

77,563

77,563

∆

C Tr

Do theo đầu bài ra tổng chiều dài mạng điện chiếu sáng ngoài trời bằng 5 lần chiều caotòa nhà do đó ta có:

Mạng chiếu sáng ngoài trời được bố trí như hình vẽ trên;chiều dài đoạn OA=56 m,đoạn

AB có lA-B=135 m và đoạn AC có lA-C = 105m.Suất phụ tải trên một đơn vị chiều dài là

Po=0,03kW/m,hao tổn điện áp cho phép là ∆Ucp=2,5% Các đoạn dây trên đường trục từ nguồn O đến B được xây dựng với 4 dây dẫn,các rẽ nhánh AC thuộc loại 2 pha có dây trung tính

Công suất tính toán chạy trên đoạn dây là:

135.05,42

105.15,32

Tra bảng 26.pl ta được C=83 và tra bảng 27.pl ta được α=1,39

Xác định mômen quy đổi:

Mqd=MO-A+α(MA-B+MA-C)=403,2+1,39( 273,375+165,375)=1013,06 kWm

Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu:

1013 = mm2

Ta chọn dây cáp đồng loại PVC-16 có ro=2,08Ω/km và xo=0,29Ω/km

Hao tổn điện áp thực tế trên đoạn OA:

76,016.83

06,1013

AB F C

M

− = 27337.1,375,74 = 4,25 mm2

Trong đó C=37 theo bảng 26.pl

Vậy ta chọn cáp PVC-6 có ro=5,55 Ω/km và xo=0,32 Ω/km

FAC =

C A

AC F C

M

− = 16537.1,375,74 = 2,57 mm2

Ta chọn cáp PVC-4 có ro=8,35 Ω/km và xo=0,33 Ω/km

Hao tổn thực tế trên đoạn AB và AC là:

6.37

375,273

F C

M

4.37

375,165

F C

M

Tổng hao tổn thực tế trong mạch chiếu sáng ngoài trời là:

∆Ucs= ∆U0A+∆UAC= 0,76+1,12=1,88%<2,5%

Vậy dây dẫn chọn đáp ứng yêu cầu

Kết quả tính chọn dây dẫn được thể hiện trong bảng

3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp.

3.2.1 Tính toán ∆P,∆Q

Việc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện liên tục, chấtlượng và an toàn Các trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và loại 2 nên dùngkhông ít hơn 2 máy Khi phụ tải loại 1 bé hơn 50% tổng công suất khu vực đó thì ít nhấtmỗi một máy phải có dung lượng bằng 50% công suất của khu vực đó Khi phụ tải loại 1lớn hơn 50 % tổng công suất thì mỗi máy biến áp phải có dung lượng bằng 100% côngsuất của khu vực đó Ở chế độ làm việc bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còntrong trường hợp sự cố một máy thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố

Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện là gth = 5500đ/kWh;

Tổng công suất tính toán của toàn chung cư có kể đến tổn thất là:

Hao tổn công suất trên mạch điện thang máy

+ Tổn hao công suất của đường dây cung cấp điện cho thang máy 16 kW:

6

31 0 2

2 2 31

Hao tổn công suất trên mạng điện chiếu sáng

- Mạch trong nhà (Vì cos ϕ = 1 nên không có công suất phản kháng)

2

6 cs

P

P r l 10 U

−

∆ =

2

6 cs

2 2

10

Bảng 3.3 Kết quả tính toán tổn thất trong mạng điện

Từ bảng ta có

Stt = S + ∆S = P + ∆P∑ + j( Q+ ∆Q∑)

= (147,983 + 6,787) + j( 130,51 + 0,919) = 154,77 + 131,5j kVA

S ttmba = P tt2 +Q tt2 = 154,772 +131,512 = 203,1 kVA

Căn cứ vào kết quả tính toán phụ tải ta chọn công suất và số lượng máy biến áp 10/0,4

kV theo 2 phương án sau:

- Phương án 1 dùng 2 máy 2x160 kVA;

- Phương án 2 dùng 1 máy 250 kVA;

3.2.2 So sánh các phương án

Bảng 3.4 Các tham số của hai loại máy biến áp

S BA , kVA ∆ P0, kW ∆ PK, kW Vốn đầu tư, 10 VNĐ 6

Dưới góc độ kỹ thuật các phương án ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: đối vớiphương án 1, khi có sự cố ở 1 trong 2 máy biến áp máy còn lại sẽ phải gánh 1 phần phụtải, còn ở phương án 2 sẽ phải ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ khi có sự cố trongmáy biến áp để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật của các phương án cần phải xét đếnthành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra ở 1 trong các máy biến áp

- Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2x160 kVA.

Trước hết cần kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp

Hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức

Kdk =

M

tb P

4370

= 0,5Như vậy máy biến áp có khả năng chịu được quá tải 40% trong thời gian xảy ra sự cố.Tổng hợp phụ chung cư:

Trước hết xác định phụ tải tính toán của toàn chung cư qua các năm theo biểu thức:

i i

PS

cos

=

ϕ

Để đảm bảo máy biến áp không quá tải 40% so với giá trị định mức khi có sự cố 1 trong

2 máy biến áp cần phải cắt bớt 1 lượng công suất là:

Sth1 = S1 -1,4.SBA = 306,31 -1,4.160 = 82,31 kVAr

Thiệt hại do mất điện:

Y1 = Sth1.cosφ.tf.gth = 82,31.0,75.24.5500 = 8,149.106 đ

tf =24h – thời gian mất điện trung bình trong năm

Xác định tổn thất điện năng trong các máy biến áp:

- Phương án 1 Dùng 2 máy biến áp 2x160 kVA