ĐỒ án tốt NGHIỆP THIẾT kế cấp điện

án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ 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 triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn như: Cơ khí, Điện, Điện tử, Công nghệ thông tin… Trong đó ngành Điện đóng 1 voi trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện cho hầu hết quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện cho hầu hết các ngành trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế ngoài ra nó cung cấp điện cho các địa phương thúc đẩy sự phát triển của địa phương đó để dẫn cân bằng về đời sống giữa nông thôn và thành thị. Sau thời gian học tập em được giao nhiệm vụ thiết kế cấp điện cho 1 xã nông nghiệp. Bằng chính sự tổng hợp của các môn học và vận dụng những hiểu biết trong thực tế qua thời gian đi xưởng em đã cố gắng hết mình để lập ra phương án cấp điện tối ưu, phù hợp cho quá trình sinh hoạt và sản xuất của một xã nông nghiệp. Mặc dù đã cố gắng hết sức trong quá trình làm đồ án nhưng do thời gian hạn chế và còn ít kinh nghiệm thực tế nên có nhiều thiếu sót trong thiết kế vì vậy em rất mong các thầy cô chỉ bảo và giúp đỡ em để em được bổ xung những thiếu sót. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy KS. Nguyễn Quang Thuấn đã tạo điều kiện và giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế này. Hà Nội, tháng 08 năm 2003 Sinh viên thiết kế Lê Quốc Nam SV: Lê Qu c Namố 1 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ 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 trọng trong việc lựa chọn máy biến áp, lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp và tính toán thiết kế đường dây tải điện. Để tính toán tổng công suất cần cấp cho xã ta lần lượt tính toán công suất của 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. P tt = P tt1 + P tt2 + P tt3 + P tt4 + P ttb Với P tt1 là công suất tính toán của thôn 1. P tt2 là công suất tính toán của thôn 2. P tt3 là công suất tính toán của thôn 3. P tt4 là công suất tính toán của thôn 4. P ttb là công suất tính toán của trạm bơm. 1. Công suất tính toán của thôn 1. 1.1. Bách hoá 250m 2 . Công suất tính toán: P tt = P 0 . S.N Với S: diện tích (m 2 ) N: Số phòng P 0 : Công suất/1m 2 ; P 0 = 20 W/m 2 = 20.10 -3 kW/m 2 . ⇒ P tt = 20 . 10 -3 . 250 . 1 = 5kW. 1.2. Trụ sở xã 200m 2 . ⇒ P tt = 20.10 -3 . 200 . 1 = 4kW. SV: Lê Qu c Namố 2 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ 1.3. Trạm xá 6 phòng, mỗi phòng 20m 2 . Lấy P 0 = 13 W/m 2 = 13.10 -3 kW/m 2 . ⇒ P tt = 13.10 -3 . 20 . 6 = 1,56 kW. 1.4. Trường học 11 phòng, tổng 120m 2- . Lấy P 0 = 20W/m 2 = 20. 10 -3 kW/m 2 . ⇒ P tt = 20. 10 -3 . 120 = 2,4 kW. 1.5. Số hộ dân 250 hộ. Lấy P 0 = 0,6 kW/ hộ ⇒ P tt = 250. 0,6 = 150 kW. Vậy công suất cấp cho thôn 1. P tt1 = 5 + 4 + 1,56 + 2,4 + 150 = 165,96 (kW) S tt1 = tt1 P cosϕ lấy cosϕ = 0,85 ⇒ S tt1 = 162,96 0,85 = 191,72 (kVA). 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 loại 2,8kW và 1 máy bơm loại 1,7kW để sử dụng vào việc tắm rửa cho lợn và chuồng trại. P đm = 3 . 1,7 + 2 . 2,8 + 1 . 1,7 = 12,4 (kW) Ta có: P tt = K đt n ti ®mi CS 1 K .P P+ ∑ Trong đó: K đt = 0,85 (hệ số đồng thời). K t = 0,9. P CS : Công suất chiếu sáng, lấy 12 bóng mỗi bóng 100W ⇒ P CS = 1,2 (kW). Thay số ⇒ P tt = 0,85 . 0,9 . 12,4 + 1,2 = 10,69 (kW) SV: Lê Qu c Namố 3 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ 2.2. Công suất trạm xay sát. Trạm xay sát có 2 máy; mỗi máy công suất 7,5 kW ⇒ P đm = 2. 7,5 = 15 (kW). ⇒ P tt = K đt K t . P đm = 0,85 . 0,9 . 15 = 11,475 (kW). 2.3. Công suất của các hộ dân. Thôn 2 có 400 hộ, lấy P 0 = 0,6. ⇒ P tt = 0,6 . 400 = 240 kW. Vậy tổng công suất thôn 2: P tt2 = 10,69 + 11,475 + 240 = 262,165 (kW). S tt2 = tt2 P 262,165 cos 0,85 = ϕ = 308,43 (kVA). 3. Công suất thôn 3. Thôn 3 có 300 hộ ⇒ P tt3 = 0,6 . 300 = 180 (kW0. ⇒ S tt3 = 180 0,85 = 211,76 kVA. 4. Công suất thôn 4. Công suất cần thiết để tiêu nước: P t = P 0 tiêu . N Chọn P 0 tiêu = 0,35 kW/ha. Theo số liệu ta có N = 400 ha. ⇒ P t = 0,35 . 400 = 140 kW. Dự định đặt máy bơm 33kW, mỗi giờ bơm 1000m 3 nước. Số máy cần đặt: n = 140 33 = 4,2 (cái). Lấy chẵn = 5. Kiểm tra lại mức tiêu nước của 5 máy trong 3 ngày = 72h. Trong 3 ngày 5 máy tiêu được: 5. 1000. 72 = 360. 10 3 m 3 nước > 350. 10 3 m 3 . SV: Lê Qu c Namố 4 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ Vậy đặt 5 máy cho trạm là hợp lý. Trong những ngày úng các máy bơm. Làm việc hết công suất. P ttb = 5. 33 = 165 kW P b = ttb P 165 Cos 0,85 = ϕ = 194,12 kVA Vậy tổng công suất cần cấp cho xã. P tt = P tt1 + P tt2 + P tt3 + P tt4 + P b = 162,96 + 262,165 + 180 + 300 + 165 = 1070,125 kW S tt = S tt1 + S tt2 + S tt3 + S tt4 + S b = 191,72 + 308,43 + 211,76 + 352,94 + 194,12 = 1258,97 kVA. SV: Lê Qu c Namố 5 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ 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 gian 110/35kV đưa về trạm đầu tiên trên địa phận xã, chiều dài của tuyến đường dây cáp áp dài 5km đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo nguồn, điện liên tục cho việc sinh hoạt và sản xuất của các thôn xóm trong xã vì vậy khi thiết kế tuyến đường dây cao áp ta phải đặc biệt chú trọng đến độ tin cậy về mặt cơ học của đường dây và lựa chọn các phần tử trên đường dây phù hợp với các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để đảm bảo vốn đầu tư và độ an toàn của hệ thống. II. Tính toán. 1. Tính toán dây dẫn. Vì cấp điện cho 1 xã nông nghiệp là hộ tiêu thụ điện số 3 do đó ta chỉ cần cấp điện theo 1 lộ. Ta có: I tt = tt ®m S 1258,97 3U 3.35 = = 20,76 (A) Chọn tiết diện dây theo điều kiện kinh tế. F kt = tt kt I J Lấy T max = 3500h ⇒ tra bảng ta được J KT = 1,1. ⇒ F = tt kt I 2076 J 1,1 = = 18,87 (mm 2 ). Vậy chọn dây AC với tiết diện tối thiểu. AC - 35. * Kiểm tra theo tổn thất điện áp và phát nông cho phép. - Theo tổn thất điện áp. SV: Lê Qu c Namố 6 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ Ta có dây AC - 35: 0 0 0 0 x 0,4 x x .l r 0,85 R r .l = =   = =  ⇒ { R 0,85.5 X 0,4.5 = = từ công thức: S tt = 2 2 tt tt P Q+ ⇒ Q tt = 2 2 tt tt S P− Với S tt = 1258,97 kVA P tt = 1070,125 kW ⇒ Q tt = ( ) ( ) 2 2 1258,97 1070,125− = 663,203 kVAR. ⇒ ®m P.R QX 1070,125.0,85.5 663,203.0,45 U U 35 + + ∆ = = = 167,84 (V) U CP = 5% U đm = 3 5.35.10 100 = 1750 V ⇒ U CP > ∆U - Theo điều kiện phát nóng cho phép. Với I SC = 2I tt = 2. 20,76 = 41,52 (A) Mà dây AC - 35 có I CP = 170A ⇒ I SC < I CP 2. Chọn cột móng. Trên đường dây hệ thống cấp điện từ 35kV trở xuống thường hay dùng 2 loại cột bê tông cốt thép để truyền tải điện đó là cột li tâm và cột vuông. ở đây ta chọn cột li tâm để truyền tải điện từ huyện về xã. SV: Lê Qu c Namố 7 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ - Chọn khoảng cột, l = 100m. - Chọn cột: Dây dẫn 3 pha đặt trên cùng 1 xà, cột chôn sâu 2m, cột li tâm cao 12m. Tại các vị trí trung gian đặt cột LT 12B, vị trí đầu và cuối tuyến đặt 2 cột LT12C. Cột mua tại Xí nghiệp bê tông li tâm Đông Anh có các thông số cho theo bảng sau: Loại Qui cách D 1 /D 2 -H (mm) Mác bê tông V, m 3 M(kg) Lực đầu cột P CP KG LT12B 190/300-12000 400 0,44 1200 720 LT12C 190/300-1200 400 0,44 1200 900 - Chọn xà, sứ: Các cột trung gian dùng xà đơn X 1 . Cột đầu cuối dùng xà kép X 2 . SV: Lê Qu c Namố 8 ỏn t t nghi p Thi t k c p i n Xà lắp cột trung gian X 2 Xà lắp cột k?o 20 20 5050 400 240 X lm = thộp gúc L73 . 73 . 7 di 25m. Kốm x v chng x dựng thộp gúc L60. 60 . 6 Chn s: Dựng s cỏch in chui do Xớ nghip thy tinh Hi Phũng sn xut. 1 pha dựng 8 bỏt s, mi ct cú mt s . Sứ cách điện chuỗi SV: Lờ Qu c Nam 9 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ Chọn móng cột: Dùng móng cột không cấp. Với cột trung gian móng có kích thước 1. 1,2 . 2m. Với cột đầu cuối móng có kích thước 1,2 . 1,4 . 2m. 1m 1,2m 2m 2m 1,4m 1,2m Höôùng truyeàn Höôùng truyeàn 3. Tính toán ứng suất và độ võng của dây. Hệ số nở dài của dây phức hợp AC là: α AC = Fe Fe Al Al Fe Al .E a. .E E a.E α + α + Trong đó: α Al : hệ số nửo dài của nhôm. α Al = 23. 10 -6 (1/ 0 C) α Fe : Hệ số nở dài của thép. α Fe = 12 . 10 -6 (1/ 0 C). E Al : Mô đun đàn hồi của vật liệu nhôm. E Al = 61,6 . 10 3 N/mm 2 a: Tỉ số tiết diện tính toán. a = Al Fe F F SV: Lê Qu c Namố 10 [...]... Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt dọc tuyến đường dây cao áp SV: Lê Quốc Nam 17 Đồ án tốt nghiệp SV: Lê Quốc Nam Thiết kế cấp điện 18 Đồ án tốt nghiệp điện Thiết kế cấp 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 q trình thiết kế cấp điện bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến cơng suất tiêu thụ điện của từng thơn trong một xã do đó khi thiết. .. tường bao quanh Phía cao áp các trạm dùng thiết bị bảo vệ là cầu chì tự rơi và chống sét van phía hạ áp đặt tủ phân phối trong đó có áp tơ mát tổng và các áp tơ mát nhánh Sơ đồ bố trí TBA và mạng cao áp cấp điện cho xã SV: Lê Quốc Nam 20 Đồ án tốt nghiệp điện Thiết kế cấp 1 2 Th«n 2 3 4 Th«n 4 Th«n 3 Th«n 4 5 6 7 SV: Lê Quốc Nam 21 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cấp điện BATG BM-35 3DC AC-35 AZLP-35 C710-313PB... Số cột cần dùng trên đường cao áp dài 5km Att = 5000 = 50 100 SV: Lê Quốc Nam (cột) 15 Đồ án tốt nghiệp điện Thiết kế cấp Do đầu và cuối ta dùng 2 cột LT12C do đó số cột cần dùng l à: A =52 (cột) SV: Lê Quốc Nam 16 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cấp điện Từ TBATG Mặt bằng tuyến Cắt dọc Khoảng cột Loại cột Loại xà Sứ cách điện chuỗi (bát) Loại móng Néo Tiếp địa L60.60.6 2LT12C 2X1 100m LT12B X1 100m 100m 100m... vất đề Thiết kế trạm biến áp cho mộ thơn là cơng đoạn chủ chốt trong cơng tác thiết kế cấp điện vì trạm biến áp ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy trong cung 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 u cầu xã hội như điều kiện an tồn, điều kiện địa hình… Từ đây ta mới chọn kiểu TBA II Thiết kế TBA cho một thơn 1 Thiết kế TBA... Qc Nam 23 §å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ cÊp ®iƯn Chương 4: Thiết kế cấp điện cho các thơn và trạm bơm của xã I Đặt vất đề Thiết kế cấp điện cho các thơn và trạm bơm của xã ta phải vạch ra phương án đi dây và tính tốn đường dây tải điện, chọn các phân tử trong mạng như tủ phân phối, cầu dao và cách bố trí cơng tơ đến từng hộ gia đình II Thiết kế cấp điện cho thơn Tồn thơn có 5 ngõ cách nhau 120m, trạm biến... hưởng trực tiếp đến cơng suất tiêu thụ điện của từng thơn 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 thơn xóm II Phương án cấp điện Căn cứ vào trị số cơng suất tính tốn cho từng khu vực và vị trí mặt bằng địa lý ta có phương án cấp điện hợp lý nhất cho xã như sau: - Đặt 1 trạm biến áp T1 cho thơn 1, bách hố, trụ sở xã,... AT nhánh A - 300 A (3 x 150 + 70) A - 35 Cơng tơ 1 pha 10A Cầu dao tổng (70A) M (2 x 2,5) Cầu dao nhánh (10A) Cơng tơ 1 pha 10A SV: Lª Qc Nam 27 §å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ cÊp ®iƯn Riêng thơn 4 có 2 đường trục mỗi đường trục cấp cho 4 đường nhánh 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... cách an tồn SV: Lê Quốc Nam 13 Đồ án tốt nghiệp điện Thiết kế cấp 4 Kiểm tra độ uốn của cột trung gian Cột trung gian chịu mơ men uốn do tác động của lực gió lên cột, lực gió lên dây dẫn Khi xét khả năng chịu uốn của cột cần phải xét đến lúc vận tốc gió lớn nhất (V = 40m/s lúc bão) Lực gió tác dụng lên mặt cột PC = 9,81 α.C.υ2 F 16 Trong đó: α: Hệ số biểu thị sự khơng đồng đều của gió tác dụng lên khoảng... Nam - Đặt 1 TBA T4 cho thơn 4 ΣStt = 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 SV: Lê Quốc Nam 19 Đồ án tốt nghiệp điện Thiết kế cấp Bảng chọn MBA Khu vực Stt (kVA) Sđm (kVA) Thơn 1, Bách hố, trụ sở 191,71 200 xã, trạm xá, trường học Thơn 2, trại chăn ni, 308,43 315 xay sát Thơn 3 211,76 250 Thơn 4 352,94 400 Trạm... + 0,3 10 = = 4,625 (m) D1 +D 2 3 0,19 + 0,3 3 Tổng mơ men tác động lên tiết diện cột sát đất Mtt = n (ΣMi + 10% ΣMi) ΣMi = 1,1 (M3d + MC) Vì 3 dây đặt ở độ cao 10m SV: Lê Quốc Nam 14 Đồ án tốt nghiệp điện Thiết kế cấp ⇒ M3d = 3 616 10 = 18480 Nm MC = 1177,69 4,625 = 5446,82 Nm ⇒ ΣMi = 1,1 (18480 + 5446,82) = 26319,5 ⇒ Mtt = 1,2 (26319,5 + 0,1 26319,5) = 34741,74 (Nm) Qui đổi tính tốn về lực đầu . trong quá trình thiết kế cấp điện bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến công suất tiêu thụ điện của từng thôn trong một xã do đó khi thiết kế mạng điện này ta phải có phương án cấp điện hợp lý nhất. TBATGừ 17 án t t nghi p Thi t k c p i nĐồ ố ệ ế ế ấ đ ệ SV: Lê Qu c Namố 18 án t t nghi p Thi t k c p Đồ ố ệ ế ế ấ i nđ ệ Chương III: Thiết kế mạng điện cho xã I. Đặt vấn đề. Thiết kế đo mạng điện. cách điện chuỗi (bát) 8CN-35 8CN-35 8CN-35 8CN-35 8CN-35 8CN-35 8CN-35 Loại móng M 2 M 1 M 1 M 1 M 1 M 1 M 2 Néo 2φ14 Tiếp địa L60.60.6 1 cọc 1 cọc 1 cọc 1 cọc 1 cọc 1 cọc 1 cọc Sơ đồ mặt