Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho trường Đại học Công nghiệp TP.HCM

Đồ án học phần 1A GVHD: ThS.Phạm Thái HòaDANH SÁCH NHÓM... Đồ án học phần 1A GVHD: ThS.Phạm Thái HòaNHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ..... Đồ án học phần 1A GVHD: ThS.Phạm Thái HòaNHẬN

Trang 1

Đồ án học phần 1A GVHD: ThS.Phạm Thái Hòa

DANH SÁCH NHÓM

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Thanh Hóa, ngày …… tháng …… năm 2015 Giảng viên hướng dẫn

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Thanh Hóa, ngày …… tháng …… năm 2015

Giảng viên phản biện

Trang 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ ĐỊA ĐIỂM THIẾT KẾ 1

1 Sơ đồ mặt bằng 1

2 Danh mục phụ tải 1

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 2

1 Nhà G: 2

2 Nhà B 2

3 Nhà E, H 4

4 Nhà K: 4

5 Nhà A: 5

6 Nhà J 5

7 Nhà ăn 6

8 Nhà giữ xe 6

9 Chiếu sáng công cộng 7

CHƯƠNG III: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG 8

CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN 11

1 Chọn máy biến áp 11

2 Van chống sét 11

3 Máy cắt 11

4 CB tổng 12

5 Thanh cái 12

6 Chọn CB cho các tủ điện trong khu nhà 12

7 Dây dẫn trong hệ thống điện 15

CHƯƠNG V: KIỂM TRA NGẮN MẠCH CHO HỆ THỐNG 21

CHƯƠNG VI: TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG 28

1 Tổn thất công suất trên đường dây 28

2 Tổn thất công suất trên máy biến áp: 34

CHƯƠNG VII: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 36

1 Chống sét: 36

2 Nối đất: 37

Trang 5

CHƯƠNG VIII: TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG

SUẤT 43

1 Tính toán tụ bù tại thanh cái: 43

2 Tính toán tụ bù cho các khu nhà: 43

CHƯƠNG IX: KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG 46

1 Tính toán chiếu sáng: 46

2 Chiếu sáng sự cố 47

3 Phương án cấp nguồn VDC – bố trí đèn: 48

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

BẢNG TRA 51

DỰ TOÁN CHI TIẾT KHỐI LƯỢNG 57

Trang 6

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ ĐỊA ĐIỂM THIẾT KẾ

1 Sơ đồ mặt bằng

2 Danh mục phụ tải

- Nhà G: 4 tầng, mỗi tầng bố trí 20 phòng với diện tích tự phân chia.

- Nhà B: 5 tầng dưới là 4 xưởng thực tập cơ khí có P đ = 100kW, tầng 2 là 15 phòng thực hành với Pđ = 20kW/phòng; 3 tầng trên là phòng thí nghiệm, mỗi tầng bố trí 16 lớp học với diện tích tự phân chia.

- Nhà J: 3 tầng, các tầng đều là lớp học, mỗi tầng bố trí 15 lớp học với diện tích tự phân chia.

- Nhà K: 5 tầng, tầng dưới là văn phòng , 4 tầng trên là lớp học, mỗi tầng bố trí 19 lớp học với diện tích tự phân chia.

- Nhà A: 5 tầng , các tầng trên là văn phòng với diện tích tự phân chia.

- Nhà E: 5 tầng, mỗi tầng bố trí 10 phòng với diện tích tự phân chia.

Trang 7

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

Tầng 1: có 4 phân xưởng cơ khí với diện tích 50m2/xưởng

Khu vực xưởng thực tập cơ khí có Pđ = 100kW, tra bảng ta được knc = 0,4

PCK = knc x Pđ = 0,4 x 100 = 40kW

Chiếu sáng: lấy p0 = 12W/m2

Trang 9

Công suất của nhà B

Trang 10

4 tầng trên là lớp học với 19 lớp/tầng (19 x 4 = 76 phòng) Cho 4 tầngvới ≈≈≈ S= 30m2/phòng gồm có:

Trang 11

Lấy công suất phụ tải P0 = 10W/m2.

Khu giữ xe giáo viên có diện tích 10 x 20m

Trang 12

costb của trường:

Dựa vào bảng tra cứu ta được cos của xưởng cơ khí là 0,65, phòng thínghiệm là 0,75, chiếu sáng là 0,85

05 , 1262

85 , 0 9 , 340 75 , 0 128 65 , 0 160

05 , 1262 cos 



tb

tt tt

P s

Trang 13

- Phương án 1: đặt 2 trạm biến áp, 1 trạm có công suất 600KVA, và1trạm có công suất 400KV

- Phương án 2: đặt 1 trạm biến áp có công suất 800kVA

 Ta quyết định chọn phương án 1 vì :

i Dù phụ tải cung cấp cho trường đại học thuộc hộ tiêu thụ loại 2,nhưng trong hệ thống phụ tải của trường có một số thiết bị cần được cấpnguồn liên tục (mạng máy tính,thủ viện điện tử,xưởng thực tập….)

ii Vì phụ tải của trường có Kdt<1 nên ta chọn máy 600KVA(Stt=800KVA) làm máy cấp nguồn chủ yếu.để giảm tổn hao non tải cho MBAiii Đối với phụ tải có nhu cầu cấp điện liên tục ta đi dây lộ kép (từ máy400KVA và 600KVA) để:

 Tách khỏi máy 600KVA khi phụ tải định mức(thông qua máy cắt)

 Đảm bảo việc cấp điện liên tục cho các thiết bị có nhu cầu cao trongtrường

Tại mỗi khu vực phân phối( các tòa nhà) đặt 1 tủ phân phối các tầng

Trang 14

2 Tâm vòng tròn phụ tải:

Khi lựa chọn vị trí đặt máy biến áp phân xưởng hoặc trạm biến áp xínghiệp, ta cần xác định tâm phụ tải Nếu đặt đúng tâm phụ tải sẽ giảm được tổnthất công suất và điện năng

Với mặt bằng ta có các tọa độ tâm phụ tải của các khu nhà như sau:

1

1 1

m

05 , 1254

35 , 6

* 1 54

* 3 85

* 3 93

* 9 5 , 196

* 3 85

* 3 2 , 557 8 177 2

35 , 6

* 9 54

* 5 85

* 8 93

* 3 5 , 196

* 3 85

* 10 2 , 557 4 177 10

P là công suất tác dụng của phân xưởng

P là công suất chiếu sáng của phân xưởng

Trang 15

m m

Trang 16

CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN

→Từ kết quả trên ta chọn dùng tủ máy cắt hợp bộ 8DC11 cách điện SF6

do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau.

Loại tủ máy cắtU đm (kV) I đm (A) I Nmax (kA) I N3s (kA)

10 05 , 1 05

Tổng trở 2 km đường dây AC- 50

ZD = RD +j XD = r0l +jx0l = 0,65 x 2 + 0,368 x 2 = 1,3 + j 0,736 ()

Dòng ngắn mạch 3 pha phía trước máy biến áp

Trang 17

) ( 9 , 3 ) 736 , 0 11 0 ( 3 1 3

5 , 10 )

( 3

10 05 , 1

X X R

Z

U I

D H D

5 Thanh cái

4 , 0 3

6 Chọn CB cho các tủ điện trong khu nhà.

 Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà K:

Trang 18

Toàn bộ phụ tải phục vụ cho chiếu sáng văn phòng và lớp học nên lấycostb=0,85.

08 , 43 cos

85 , 0 2 , 74 8 , 0 160 65 , 0 100

2 , 334 cos

3       

 Chọn CB loại 800AF do hãng LG chế tạo có thông số

 Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà J:

Tất cả phụ tải đều phục vụ cho phòng học lấy costb =0,85 Uđm = 380V

6 , 33 cos

3       

 Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà B:

Tất cả phụ tải đều phục vụ cho phòng học lấy costb =0,85 Uđm = 380V

6 , 33 cos

3       

 Chọn CB loại ABE102b do hãng LG chế tạo có thông số

Trang 19

 Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu G:

7 , 47 cos

3       

 Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu A:

→ Tất cả phụ tải phục vụ cho văn phòng

Chọn cosTB 0.85

7 , 94 85 , 0 4 , 0 3

8 , 55 cos

3

P I

đm

ttB

85 , 0 4 , 0 3

6 , 66 cos

P I

đm

ttC

8 , 0 4 , 0 3

2 6 35 , 6 cos

Trang 20

7 Dây dẫn trong hệ thống điện

*Chọn đường dây trên không từ nguồn vào máy biến áp có: Uđm= 10kV,

Sđm= 800kVA, l=100m, cos=0,8 Thời gian phụ tải sử dụng Tmax(3000-5000) h

Từ cấp điện áp trên ta chọn dây dẫn AC là thích hợp

Dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn dây dẫn

10 3

Từ Tmax(3000-5000) h và dây AC tra bảng có Jkt=1,1(A/mm2)

Tiết diện kinh tế

42 1 , 1

U

l x Q l r P

Tổn thất cho phép: U= 5%Uđm= 500V

Vậy tổn thất trên là được Umax =73,48V<500V

 dây được chon đã đúng theo yêu cầu

08 , 43 cos

Trang 21

Q = Ptt x tg = 43,08 x 0,62 = 26,7 kVar

V U

X Q R P u

ĐM

6 , 14 4

, 0

2 , 0 06 , 0 7 , 26 2 , 0 641 , 0 08 , 43

→thỏa mãn điều kiện độ tổn hao cho phép

*Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB:

với K1=0,95

K2=0,8(thỏa mãn điều kiện kỷ thuật)

2 , 334 cos

/ ( 047 ,

Q = Ptt x tg = 334,2 x 0,83 = 277,4 kVar

V U

X Q R P u

ĐM

2 , 11 4

, 0

2 , 0 024 , 0 4 , 277 2 , 0 047 , 0 2 , 334

với K1=0,95

6 , 33 cos

I I

k

cp

61 6

,

121

5 , 1

25 , 1

I I

k

cp

522 6

,

1109

5 , 1

25 , 1

Trang 22

*Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.9.9/295 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾCẤP ĐIỆN) r o  0 , 641 (  /km);x o  0 , 06 (  /km); chọn l=0,2km

Q = Ptt x tg = 33,6 x 0,62 = 20,8 kVar

V U

X Q R P u

ĐM

3 , 11 4

, 0

2 , 0 06 , 0 8 , 20 2 , 0 641 , 0 6 , 33

với K1=0,95

6 , 33 cos

X Q R P u

ĐM

5 , 8 4

, 0

15 , 0 06 , 0 8 , 20 15 , 0 641 , 0 6 , 33

với K1=0,95

7 , 47 cos

3       

A A

I I

k

cp

5 , 47 6

,

121

5 , 1

25 , 1

I I

k

cp

5 , 47 6

,

121

5 , 1

25 , 1

Trang 23

→ chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong

X Q R P u

ĐM

3 , 14 4

, 0

25 , 0 06 , 0 6 , 29 25 , 0 443 , 0 7 , 47

với K1=0,95

*Đường dây đến tủ A

7 , 94 85 , 0 4 , 0 3

8 , 55 cos

3

X Q R P u

ĐM

4 , 13 4

, 0

2 , 0 06 , 0 6 , 34 2 , 0 443 , 0 8 , 55

với K1=0,95

A A

I I

k

cp

5 , 67 7

,

149

5 , 1

25 , 1

I I

k

cp

79 7

,

149

5 , 1

25 , 1

Trang 24

*Đường dây đến tủ H

A U

P I

đm

ttB

85 , 0 4 , 0 3

6 , 66 cos

X Q R P u

ĐM

8 , 14 4

, 0

25 , 0 06 , 0 3 , 41 25 , 0 320 , 0 6 , 66

với K1=0,95

*Đường dây đến tủ C

8 0 cos TB 

P I

đm

ttC

8 , 0 4 , 0 3

2 6 35 , 6 cos

X Q R P u

ĐM

5 , 10 4

, 0

15 , 0 06 , 0 76 , 10 15 , 0 91 , 1 35 , 14

I I

k

cp

94 8

,

177

5 , 1

25 , 1

Trang 25

→thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép

với K1=0,95

K2=0,8(thỏa mãn điều kiện kỹ thuật)

CHƯƠNG V: KIỂM TRA NGẮN MẠCH CHO HỆ THỐNG

A A

I I

k

cp

7 , 21

66

5 , 1

25 , 1

Trang 26

2 4

2 6

2

10800

4,05,510800

4,05,1010

U U j S

n

U P z

đmB

đm N đmB

đm N B

Trang 27

 ZNA1 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA1MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) +(128,2 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 135 + j24,84 (m)

 ZNA2 = ZN1 + ZTC + ZD = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (4,8 + j9,2 ) = 7,4 + j20,3

Trang 28

 ZNA3 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA3MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) +(128,2 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 135 + j24,84 (m)

ZNA4 = 103  2 21 , 8 2 = 105,2 (m)

Ngắn mạch tại vị trí nhà B

Trang 29

 ZNB1 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB1MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) +(110,7 + j15 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 117,4 + j27,8 (m)

Trang 30

 ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,443 x 200 + j0,06 x200 = 88,6 + j12(m)Tổng trở ngắn mạch nhà A

 ZNB2 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB2MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (88,6+ j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 95,3 + j24,8 (m)

Tổng trở MCB nhà C có 2MCB có I = 50 A

 x = 2,7 ( m)

rtx= 1,3 (m)

Trang 31

→ So sánh các kết quả tính toán ngắn mạch với phương pháp lựu chọn

CB,khí cụ điện ở mục IV ta thấy tất cả khí cụ điện đều hợp lý.

Trang 33

CHƯƠNG VI: TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG

1 Tổn thất công suất trên đường dây

 Tổn thất công suất trên đường dây K

Ta có các thông số sau do tính từ phía trước:

7 , 26 08 , 43

2

2 2

2

2 2 1 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

A đm

Tổn thất công suất trên đường dây E

Ta có các thông số sau do tính từ phía trước

Qtt= 277,4 kVar

Ptt = 344,2 kW

Tra bảng ta có l= 0,2km

Trang 34

4 , 277 2

, 334

2

2 2

2

2 2 2 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

A đm

 Tổn thất công suất trên đường dây J

Trang 35

  0 , 128 0 , 012

4 , 0

8 , 20 6 , 33

2

2 2

2

2 2 3 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

A đm

 Tổn thất công suất trên đường dây B

8 , 20 6 , 33

2

2 2

2

2 2 4 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

A đm

Trang 36

Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây.

AA4 = PA4. = 937.3411 = 3196 (kWh)

 Tổn thất công suất trên đường dây G

6 , 29 7 , 47

2

2 2

2

2 2 1 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

B đm

 Tổn thất công suất trên đường dây A

Qtt= 34,6kVar

Ptt = 55,8 kW

Tra bảng ta có l= 0,20km

r0 = 0,443(/km)

Trang 37

8 , 55 6 , 34

2

2 2

2

2 2 2 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

B đm

 Tổn thất công suất trên đường dây H

3 , 41 6 , 66

2

2 2

2

2 2 3 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

B đm

Trang 38

 Tổn thất công suất trên đường dây C

76 , 10 35 , 14

2

2 2

2

2 2 2

2

j jX

R U

Q P Z U

S S

đm

C đm

Trang 39

2 Tổn thất công suất trên máy biến áp:

800 5 1 100

800 5 5 100

%

kVar S

11 2 2 2

47722 kW

Trang 40

CHƯƠNG VII: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT

Độ lợi khoảng cách:

L = 106T = 10650s = 50m

Bán kính bảo vệ của kim ESE:

m L

D L h D h

R p  ( 2  )   ( 2   )  4 ( 2  45  4 )  50  ( 2  45  50 )  85

Nhận thấy,vùng bảo vệ bao trùm toàn bộ khu viên trường và việc chọnkim ESE nêu trên là thích hợp

Dây thoát sét được sử dụng là cáp đồng trần tiết diện 50mm2 Để đảm bảo

an toàn cho người, 3m cáp tính từ mặt đất được bọc ống PVC

Hệ thống nối đất trong trường hợp này, do không đòi hỏi nhiều dây dẫnxuống như trường hợp kim Franlin, bao gồm hệ thống 4 cọc dài L = 3m, cọc L

60 x 60 x 6 có chiều dài cọc 3m, chôn cách nhau 6m

Sử dụng nối đất đóng cọc theo vòng

Giả xử điện trở suất đất  = 0,4104(cm)

Hệ số K (tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đốivới điện cực thẳng đứng Chôn sâu 0,8m

Điện trở khuếch tán của một cọc là:

l t d

l K l

R đ

4

4 lg 2

1 2 lg 366

, 0

3 3 , 2 4 lg 2

1 06 , 0 95 , 0

3 2 lg 5 , 1 40 3

366 , 0

1đ

Trang 41

Ở đây t l 2 , 3m

2

3 8 , 0 2 8 ,

9 , 15

n

r R

c

c c

Thanh nối dùng dây đồng trần tiết diện 50mm2, d = 8mm, chiều dài thanhnối tính đến cột điện gần bằng 24m (l = 2400cm) và được chôn sâu 0,8m=80cm

bt

l K l

R ng

2

lg 366

, 0

2400 2 lg 2 4000 2400

366 ,

6

'

th

ng ngang

R R

11 5

ng đ

R R

Trang 42

Dự định thiết kế hệ thống nối đất cho trạm máy biến áp bằng một mạchvòng kín bao quanh trạm, gồm 6 cọc dùng thép góc L 60 x 60 x 6 và thanh nối

là thép dẹt 40 x 4 mm, chiều dài cọc l = 2,5m, chôn cách nhau 2,5m Chôn sâu0,8m Xem hình 3

l t d

l K l

R đ

4

4 lg 2

1 2 lg 366

, 0

5 , 2 05 , 2 4 lg 2

1 06 , 0 95 , 0

5 , 2 2 lg 5 , 1 40 5 , 2

366 , 0

Trang 43

Điện trở khuếch tán của cả năm cọc là:

7 , 17

1

đ

đ đ

n

R R

R ng

2

lg 366

, 0

1800 2 lg 2 4000 1800

366 ,

7

'

ng

ng ngang

R R

5 , 17 7 , 4

ng đ

R R

 Do vậy số cọc chọn 6 cọc là phù hợp

 Nối đất cho các khu nhà:

 Khu nhà A, B, H, G, E, nhà xe GV: tất cả đều có chung diện tích cóchiều dài 20m, chiều rộng 10m

Giả xử điện trở suất đất  = 0,4104(cm), Km = 1,4

Từ những yếu tố trên ta sử dụng cọc thép bọc đồng chiều dài Lc = 3m,đường kính 16mm, đặt dọc theo chu vi của khu nhà, cách khu nhà 2m Các cọc

bố trí cách nhau 6m theo chiều dọc và 14m theo chiều rộng, được đóng theomạch vòng Số cọc sử dụng là 10 cọc Các cọc được liên kết với nhau bằng cápđồng trần tiết diện 50mm2 Cáp và cọc đặt ở độ chôn sâu h = 0,8m so với mặtđất

Điện trở suất tính toán:

Trang 44

tt = Km = 1,440 = 56m.

Điện trở nối đất của một cọc:

c

c c

c

tt c

L h

L h d

L L

, 1

4 ln

2 



).

( 14 3 8 , 0 4

3 8 , 0 2 016 , 0 36 , 1

3 4 ln 3 2

14

c

c c

n

r R

Đường kính cáp đồng trần tiết diện 50mm2,d = 8mm

Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc với tổng chiều dài :

t

tt t





7 , 1 1 008 , 0 8 , 0

76 4 ln 76

7 , 1

r R

3 , 4 2

th c

th c HT

R R

Trang 45

Hệ số K ( tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đốivới điện cực thẳng đứng.

Sử dụng cọc thép góc L 60 x 60 x 6, chiều dài l = 2,5m, đặt vòng theo chu

vi của khu nhà, cách mép khu nhà 2,5m Các cọc được cách nhau 5m Số cọc sửdụng 20 cọc Các cọc chôn sâu 0,8m

Điện trở khuếch tán của một cọc là:

l t d

l K l

R đ

4

4 lg 2

1 2 lg 366

, 0

5 , 2 05 , 2 4 lg 2

1 06 , 0 95 , 0

5 , 2 2 lg 5 , 1 40 5 , 2

366 , 0

3 , 18

1

đ

đ đ

n

R R

Thanh nối dùng thép tròn có đường kính 8mm, chiều dài thanh nối tínhđến cột điện gần : l = 352+152 = 100m ( l =10000cm) và chôn sâu 0,8m =80cm Điện trở khuếch tán của thanh nối nằm ngang

Ta có K = 2

bt

l K l

R ng

2

lg 366

, 0

10000 2

lg 2 4000 10000

366 ,

8 , 1

'

ng

ng ngang

R R

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	1,31 MB