ĐỒ án tốt NGHIỆP THIẾT kế cấp điện

Xác định tổng công suất cần cấp cho xã đóng vai trò hết sức quan trọngtrong việc lựa chọn máy biến áp, lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp và tínhtoán thiết kế đường dây tải điện.. Để

Lời nói đầu

Hiện nay công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước đang diễn ra rất mạnh mẽ

ở nước ta Muốn thực hiện tốt mục tiêu đó chúng ta phải thúc đẩy và phát triểnmột số ngành công nghiệp mũi nhọn như: Cơ khí, Điện, Điện tử, Công nghệthông tin… Trong đó ngành Điện đóng 1 voi trò hết sức quan trọng trong nềnkinh tế quốc dân Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện cho hầu hết quantrọng trong nền kinh tế quốc dân Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện chohầu hết các ngành trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế ngoài ra nó cung cấp điệncho các địa phương thúc đẩy sự phát triển của địa phương đó để dẫn cân bằng vềđời sống giữa nông thôn và thành thị

Sau thời gian học tập em được giao nhiệm vụ thiết kế cấp điện cho 1 xãnông nghiệp Bằng chính sự tổng hợp của các môn học và vận dụng những hiểubiết trong thực tế qua thời gian đi xưởng em đã cố gắng hết mình để lập raphương án cấp điện tối ưu, phù hợp cho quá trình sinh hoạt và sản xuất của một

Sinh viên thiết kế

Lê Quốc Nam

Chương I: Xác định tổng công suất cấp cho xã

I Đặt vấn đề.

Xác định tổng công suất cần cấp cho xã đóng vai trò hết sức quan trọngtrong việc lựa chọn máy biến áp, lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp và tínhtoán thiết kế đường dây tải điện

Để tính toán tổng công suất cần cấp cho xã ta lần lượt tính toán công suấtcủa từng thôn theo số liệu đã cho và mặt bằng của xã ta đưa các phụ tải như:Bách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trường học vào thôn 1; các phụ tải Trại chăn nuôi,trạm xay xát vào thôn 2 để tiện tính toán và chọn MBA cho các thôn

II Tính toán công suất cấp cho xã.

Tổng công suất cần cấp cho xã là

Ptt = Ptt1 + Ptt2 + Ptt3 + Ptt4 + Pttb

Với Ptt1 là công suất tính toán của thôn 1

Ptt2 là công suất tính toán của thôn 2

Ptt3 là công suất tính toán của thôn 3

Ptt4 là công suất tính toán của thôn 4

Pttb là công suất tính toán của trạm bơm

1 Công suất tính toán của thôn 1.

2 Công suất thôn 2.

2.1 Trại chăn nuôi.

Có 500 đầu lợn cần dùng 3 máy thái rau mỗi máy 1,7kW; 2 máy bơm loại2,8kW và 1 máy bơm loại 1,7kW để sử dụng vào việc tắm rửa cho lợn vàchuồng trại

Pđm = 3 1,7 + 2 2,8 + 1 1,7 = 12,4 (kW)

Ta có: Ptt = Kđt

n

ti ®mi CS 1

4 Công suất thôn 4.

Công suất cần thiết để tiêu nước:

Pt = P0 tiêu NChọn P0 tiêu = 0,35 kW/ha

Theo số liệu ta có N = 400 ha

Kiểm tra lại mức tiêu nước của 5 máy trong 3 ngày = 72h

Trong 3 ngày 5 máy tiêu được:

5 1000 72 = 360 103 m3 nước > 350 103 m3.Vậy đặt 5 máy cho trạm là hợp lý

Trong những ngày úng các máy bơm

Làm việc hết công suất.

Pttb = 5 33 = 165 kW

Pb = Pttb 165Cos0,85 = 194,12 kVAVậy tổng công suất cần cấp cho xã

Ptt = Ptt1 + Ptt2 + Ptt3 + Ptt4 + Pb

= 162,96 + 262,165 + 180 + 300 + 165 = 1070,125 kW

Stt = Stt1 + Stt2 + Stt3 + Stt4 + Sb = 191,72 + 308,43 + 211,76 + 352,94 + 194,12

= 1258,97 kVA

Chương II: Thiết kế phần cơ khí tuyến đường dây cao áp cấp điện

cho xã

I Đặt vấn đề.

Tuyến đường dây cao áp cấp điện cho xã lấy từ trạm biến áp trung gian110/35kV đưa về trạm đầu tiên trên địa phận xã, chiều dài của tuyến đường dâycáp áp dài 5km đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo nguồn, điện liêntục cho việc sinh hoạt và sản xuất của các thôn xóm trong xã vì vậy khi thiết kếtuyến đường dây cao áp ta phải đặc biệt chú trọng đến độ tin cậy về mặt cơ họccủa đường dây và lựa chọn các phần tử trên đường dây phù hợp với các chỉ tiêukinh tế kỹ thuật để đảm bảo vốn đầu tư và độ an toàn của hệ thống

Fkt = tt

kt

IJLấy Tmax = 3500h  tra bảng ta được JKT = 1,1

- Chọn khoảng cột, l = 100m.

- Ch n c t: Dây d n 3 pha ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li ẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li điệnặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột lit trên cùng 1 x , c t chôn sâu 2m, c t lià, cột chôn sâu 2m, cột li ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột litâm cao 12m T i các v trí trung gian ại các vị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối ị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối điệnặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột lit c t LT 12B, v trí ị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối điệnầu và cuốiu v cu ià, cột chôn sâu 2m, cột lituy n ết kế cấp điệnặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột lit 2 c t LT12C C t mua t i Xí nghi p bê tông li tâm ông Anh cóột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li ại các vị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối Đcác thông s cho theo b ng sau:ảng sau:

400 240

Chọn mĩng cột: Dùng mĩng cột khơng cấp.

Với cột trung gian mĩng cĩ kích thước 1 1,2 2m

Với cột đầu cuối mĩng cĩ kích thước 1,2 1,4 2m

1m

1,2m

1,4m 1,2m

Hướng truyền

Hướng truyền

3 Tính tốn ứng suất và độ võng của dây.

Hệ số nở dài của dây phức hợp AC là:

Al : hệ số nửo dài của nhơm

FF

Mô đun đàn hồi của vật liệu dây phức hợp:

        

Trong đó: 0 = 250C (nhiệt độ môi trường chế tạo dây)

bão = 250C (nhiệt độ không khí khi bão)

lth =

Al b·o min

2 2

min b·o

h0: khoảng cách từ mặt đất đến điểm thấp nhất của dây.

h1: khoảng cách từ điểm treo dây dưới cùng đến đỉnh cột;

4 Kiểm tra độ uốn của cột trung gian.

Cột trung gian chịu mô men uốn do tác động của lực gió lên cột, lực giólên dây dẫn Khi xét khả năng chịu uốn của cột cần phải xét đến lúc vận tốc giólớn nhất (V = 40m/s lúc bão)

Lực gió tác dụng lên mặt cột

PC = 9,81 2

.C .F

16  Trong đó:

: Hệ số biểu thị sự không đồng đều của gió tác dụng lên khoảng cột.C: Hệ số động lực của không khí phụ thuộc vào bề mặt chịu gió





Với D1: đường kính trên của cột; D1 = 190mm = 0,19 m

D2: đường kính dưới của cột; D2 = 300mm = 0,3m

(12 2) 2, 45(m )2



 PC = 9,81

16 0,7 0,7 402 2,45 == 1177,69 (N)Lực gió tác dụng lên một dây:

Pd = g2 F l = 176.10-3 35 100 = 616 (N)F: Tiết diện dây

Lực gió đặt vào cột ở độ cao H có giá trị:

Vậy cột trung gian làm việc an toàn trong mọi điều kiện môi trường.

5 Kiểm tra độ uốn cột cuối.

Cột cuối luôn bị kéo về 1 phía bởi sức kéo của dây là:

Móng dây néo được chế tạo bằng bê tông cốt thép mác 200 có kích thước

1 1,5 0,3 chôn sâu 2 mét, dây néo hợp với mặt đất 1 góc 450, 2 dây néo hợp vớinhau 1 góc 600

Số cột cần dùng trên đường cao áp dài 5km

Att = 5000

100 = 50 (cột)

Do điệnầu và cuốiu v cu i ta dùng 2 c t LT12C do ó s c t c n dùng l : A =52à, cột chôn sâu 2m, cột li ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li điện ột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li ầu và cuối à, cột chôn sâu 2m, cột li

Chương III: Thiết kế mạng điện cho xã

I Đặt vấn đề.

Thiết kế đo mạng điện cho xã đóng vai trò hết sức quan trọng trong quátrình thiết kế cấp điện bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất tiêu thụ điệncủa từng thôn trong một xã do đó khi thiết kế mạng điện này ta phải có phương

án cấp điện hợp lý nhất để tiện trong việc sử dụng điện của các thôn xóm

II Phương án cấp điện.

Căn cứ vào trị số công suất tính toán cho từng khu vực và vị trí mặt bằngđịa lý ta có phương án cấp điện hợp lý nhất cho xã như sau:

- Đặt 1 trạm biến áp T1 cho thôn 1, bách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trườnghọc

Do Stt = 191,71 kVA; Ptt = 162,96 kW

 Chọn MBA - 200 - 35/0,4 do ABB chế tạo tại Việt Nam

- Đặt 1 TBA T2 cho thôn 2, trại chăn nuôi, trạm xay sát

Có Ptt = 262,165 kW

Stt = 308,43 kVA

 Chọn MBA 315 - 35/0,4 do ABB chế tạo tại Việt Nam

- Đặt 1 TBA T3 cho thôn 3

Stt = 211,76 kVA

 Chọn MBA 250-35/0,4 do ABB chế tạo tại Việt Nam

- Đặt 1 TBA T4 cho thôn 4

Stt = 352,94 kVA

 Chọn MBA 400-35/0,4 do ABB chế tạo

- Đặt 1TBA T5 cho trạm bơm

Sb = 194,12 kVA

 Chọn BA 200 - 35/0,4 do ABB chế tạo

Phía cao áp các trạm dùng thiết bị bảo vệ là cầu chì tự rơi và chống sétvan phía hạ áp đặt tủ phân phối trong đó có áp tô mát tổng và các áp tô mátnhánh.

Sơ đồ bố trí TBA và mạng cao áp cấp điện cho xã.

Th«n 2 2

3 1

Th«n 3

5 6 7

Th«n 4

C710-313PB AZLP-35

AZLP-35

C710-313PB AZLP-35 C710-313PB

Lựa chọn các phân tử cao áp.

Với Stt = 1258,97 kVA

Itt = 20,76 (A)+ Ta chọn máy cắt BM - 35 do Liên Xô chế tạo

+ Chọn dao cách ly 3DC do Siemens chế tạo

B ng thông s k thu t:ảng sau: ỹ thuật: ật:

Tên thiết bị Udm (kV) Iđm (A) IN max (kA) INt (kA)

Chọn cầu chì tự rơi 35kV cho các TBA của xã

Dùng cầu chì tự rơi C710 - 313PB do hãng CHANGE (Mỹ) chế tạo

B ng thông s k thu t.ảng sau: ỹ thuật: ật:

Loại CCTR Udm (kV) Iđm (A) I cắt dòng tải (A) Trọng lượng (kg)

+ Chọn chống sét van:

Dùng loại AZLP do hãng COOPER (Mỹ ) chế tạo AZLP - 25

Chương 4: Thiết kế cấp điện cho các thôn và trạm bơm của xã

I Đặt vất đề.

Thiết kế cấp điện cho các thôn và trạm bơm của xã ta phải vạch raphương án đi dây và tính toán đường dây tải điện, chọn các phân tử trongmạng như tủ phân phối, cầu dao và cách bố trí công tơ đến từng hộ gia đình

II Thiết kế cấp điện cho thôn.

Toàn thôn có 5 ngõ cách nhau 120m, trạm biến áp đặt ở giữa Từ TBA

bố trí hai đường dây trục 0,4kV, mỗi trục cấp điện cho 2 đường nhánh trong

đó có 1 đường nhánh đi đến bach hoá, trụ sở xã, trạm xá, trường học

Sơ đồ tính toán mỗi đường trục:

Vì tổn thất điện áp trên đường 35kV là rất nhỏ có thể dùng đầu phân ápthích hợp để điện áp tại thanh cái hạ áp là 0,4kV

3 Chọn tiết diện đường điện xóm:

Các đường xóm có tải giống nhau, mỗi đường cấp cho 50 hộ (ta coibách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trường học là một đường xóm)

 Công suất của 1 đường xóm

Chọn cầu dao hộp 100A do thiết bị Đông Anh chế tạo

Mỗi cột điện xóm đặt 10 công tơ, cầu dao tổng cho hòm 10 công tơchọn loại 50A, các cấu dao nhánh chọn loại 10A, công tơ 1 pha 10A của nhà

máy chế tạo dụng cụ đo lường sản xuất tại Việt Nam, dùng dây bọc CLIPSAL lõi đồng M (2 x 2,5) để đưa dây từ hòm công tơ về các hộ gia đình

10A

C«ng t¬

50A

Sơ đồ hòm công tơ

Mạng hạ áp cấp cho thôn khác được tính toán tương tự thôn 1

Sau khi tính toán ta l p b ng l a ch n các ph n t d ng h áp c pật: ảng sau: ựa chọn các phần tử ở dạng hạ áp cấp ầu và cuối ử ở dạng hạ áp cấp ở dạng hạ áp cấp ại các vị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối ại các vị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối ấp

M (2 x 2,5)

III Thiết kế cấp điện cho trạm bơm

1 Phương án cấp điện.

Điện được lấy về trạm bơm từ TBA trung gian của huyện 100/35kV,cách trạm bơm 6km (vì từ huyện đến TBA đầu tiên của xã là 5km) bằngđường dây trên không Trạm đặt một trạm biến áp riêng từ trạm bơm đếnTBA là 300m, phía cao áp đặt cầu chì tự rơi chống sét van, phía hạ áp đặt tủphân phối cấp điện cho các máy bơm Vì trạm bơm ta đặt 5 máy do đó ta đặtcho mỗi mãy một cầu dao hộp gắn trên tường để tiện thao tác

2 Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện.

( Cầu chì tự rơi va chống sét van đã chọn ở chương 3)

B ng thông s k thu t.ảng sau: ỹ thuật: ật:

Loại CCTR Udm (kV) Iđm (A) I cắt dòng tải (A) Trọng lượng (kg)

 Ichọn = 350 (A)

Chọn áp tô mát A - 350 do Nhật chế tạo

B ng thông s k thu t c a áp tô mát t ng.ảng sau: ỹ thuật: ật: ủa áp tô mát tổng ổng

Vì trạm bơm đặt 5 bơm 33kW  chọn 5 cầu dao có Iđm = 100A

2.4 Chọn tiết diện dân dẫn đưa từ TBA đến trạm bơm.

ICP = 1,25 Iđm = 1.25 303,87 = 379,84 (A)

 Chọn cáp nhôm hạ áp cách điện PVC do LENS chế tạo 3G 240 có

ICP ngoài trời = 409 (A)

2.5 Chọn dây từ tủ phân phối  máy bơm.

Itt = Iđm = 33 59(A)

3.0,38.0,85 Chọn cáp đồng 3 lõi PVC (3 x 10)

2.6 Chọn thanh cái tủ PP:

Với Itt = 303,87 (A)  chọn thanh cái làm bằng đồng tiết diện 40 x4mm có ICP = 450 (A)

§ 1

5 Phßng trùc

5 5m

2 Cáp từ TBA  Tủ phân phối

3, 4 Cáp từ tủ phân phối  các hộp cầu dao

5 Cầu dao

6 Cáp từ cầu dao  động cơ

7 Động cơ máy bơm

Chương 5 Thiết kế trạm biến áp thôn và tính toán nối đất cho trạm biến

áp này

I Đặt vất đề.

Thiết kế trạm biến áp cho mộ thôn là công đoạn chủ chốt trong côngtác thiết kế cấp điện vì trạm biến áp ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy trongcung cấp điện, chất lượng điện năng đồng thời ảnh hưởng đến chi phí đầu tư,vận hành của mạng điện, thiết kế TBA phụ thuộc vào yêu cầu xã hội như điềukiện an toàn, điều kiện địa hình… Từ đây ta mới chọn kiểu TBA

II Thiết kế TBA cho một thôn.

1 Thiết kế TBA cho thôn 1.

Ta chọn máy biến áp cho thôn 1 là loại máy biến áp 200 - 35/0,4kV doABB chế tạo

Trạm biến áp của thôn 1 là loại trạm bệt, các thiết bị cao áp đặt trên cột,máy biến áp đặt trên bệ xi măng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà,xây mái, bằng, xung quanh tường cao 2m, có cửa sắt chắc chắn, nhà phânphối phải có mái dốc để thoát nước, cửa ra vào có khoá kín và phải làm cửathông gió phía trong có đặt lưới mắt cáo đề phòng chim, chuột, rắn…

2 Lựa chọn các phân tử trong TBA.

2.1 Chống sétvan.

Dùng loại chống sét van do hãng COOPER (Mỹ) chế tạo AZLP - 35

2.2 Cầu chì tự rơi.

B ng thông s k thu t.ảng sau: ỹ thuật: ật:

Loại CCTR Udm (kV) Iđm (A) I cắt dòng tải (A) Trọng lượng (kg)

2.3 Sứ đỡ

Dựng lo i s ại cỏc vị trớ trung gian đặt cột LT 12B, vị trớ đầu và cuối ứ đỡ đặt ngoài trời do Liờn Xụ chế tạo điệnỡ đặt ngoài trời do Liờn Xụ chế tạo điệnặt trờn cựng 1 xà, cột chụn sõu 2m, cột lit ngo i tr i do Liờn Xụ ch t o à, cột chụn sõu 2m, cột li ời do Liờn Xụ chế tạo ết kế cấp ại cỏc vị trớ trung gian đặt cột LT 12B, vị trớ đầu và cuối

2.4 Tủ phõn phối hạ ỏp.

Tủ phõn phối hạ ỏp vỏ tự tạo, ỏptụmỏt tổng A - 350, 2 ỏptụmỏt nhỏnh,

A - 175, thanh gúp làm bằng đồng, tiết diện 25 x 3 mm đặt nằm ngang

2000

3000

7 6 5

300 3000 4200

1800

2800

Cắt B - B Cắt A - A

5200 7000

4

9 Sơ đồ TBA và nối đất TBA

B 3

10

1 B

8 Tường rào trạm

9 Cửa thông gió có lưới bên trong

10 Hệ thống tiếp địa.

III Tính tốn nối đất.

Nối đất bảo vệ nhằm mục đích đảm bảo an tồn cho người vận hành và

sử dụng điện

Nối đất bảo vệ ở trạm biến áp là ngăn ngừa nguy hiểm khi cĩ chậpmạch giữa cuộn cao áp và cuộn hạ áp trong máy biến áp, khi các phần tửthường khơng mang điện nhưng cĩ nguy cơ bị rị điện như vỏ máy biến áp, vỏ

Độ chôn sâu của cọc

Điện trở của điện cực hỗn hợp

.R n .R87,83.21,68

Điện trở nối đất thực tế của hệ thống Rđ  10 Cách nối các thiết bịcủa TBA vào hệ thống tiếp địa như sau: hệ thống tiếp địa làm sẵn 3 đầu nối:

- Trung bình 0,4kV nối với đầu nối thứ nhất

- Đáy của 3 chống sét nối với đầu nối thứ 2

- Toàn bộ các phần bằng sắt trong TBA như cổng trạm, vở MBA, vỏ tủphân phối… nối với đầu nối thứ 3

Cách lắp đặt hệ thống nối đất cho TBA:

Trước hết ta phải đo chu vi mạch vòng là 22m Sau đó đào thành cácrãnh theo chu vi đó có độ sâu 0,9m, bề rộng của rãnh là 0,6m

Đào rãnh xong ta tiến hành đóng các cọc thép góc xuống khoảng cáchgiữa các cọc tối thiểu là 2,5m, các cọc đóng sâu dưới mặt đất 0,7m Sau đó tanối các cọc với nhau bằng thép dẹt 40 x 4mm, thép dẹt được hàn chặt với cáccọc ở độ sâu 0,8m

Khi hàn xong các thanh thép dẹt tạo thành mạch vòng ta lấy ra 3 đầunối, rối lấp đất lại sau đó dùng máy đo điện trở để kiểm tra lại lần nữa điện trởnối đất

Chương 6 Lập dự toán công trình điện

I Đặt vấn đề.

Sau khi tính toán xong toàn bộ hệ thống cấp điện cho xã ta phải địnhgiá các chủng loại vật tư thiết bị, định giá nhân công để biết được tổng chi phíđầu tư cho hệ thống cấp điện là bao nhiêu sau đó để mời thầu hoặc là huyđộng vấn đề thi công

II Lập dự toán công trình.

1 Lập dự toán kinh phí cho đường dây cao áp.

Đường dây cao áp 35kV

Dây AC - 35: Vì hệ thống đường dây 30kV cấp điện đến trạm đầu tiêncủa xã là 5km Theo sơ đồ mặt bằng của xã ta có thể lấy tổng chiều dài là6,5km  3 pha sẽ là 19,5km dây

1kg dây AC - 35 là chiều dài 6,5m

 19,5km dây có khối lượng là : 3.103kg

Sứ chuỗi: Mỗi cột dùng 24 bát sứ