đồ án cung cấp điện

đồ án cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp và dịch vụ điện nước cho các nhà máy và các bên cung cấp các khu vực cần cấp điện cho thành phố các nhà cao tầng các lâu đài xưởng sản xuất và khu vực an ninh quốc gia các khu vực xí nghiệp nặng công nghiệp chế biến khai thác và bảo quản địt

Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 MỤC LỤC Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 LỜI MỞ ĐẦU Trong công xây dựng đổi đất nước,nghành công nghiệp điện giữ vai trò quan trọng Là dạng lượng có nhiều ưu điểm : dễ chuyển hóa thành dạng lượng khác( năng, hóa năng, nhiệt ),dễ dàng truyền tải phân phối nên ngày điện trở thành dạng lượng k thể thiếu hầu hết lĩnh vực đời sống Điện nguồn lượng nghành công nghiệp,là điều kiện đãn đến phát triển xã hội.Chính lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội kế hoạch phát triển điện phải trước bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện trong giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho giai đoạn phát triển tương lai Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ,đời sống xã hội nâng cao làm cho nhu cầu điện lĩnh vực tăng trưởng không ngừng.Muốn trước hết phải có hệ thống cung cấp điện.Để có hệ thống cung cấp điện xác,không nhiều thời gian tính toán thiếu ứng dụng phần mềm Matlab Sau thời gian học tập em giao nhiệm vụ thiết kế cấp điện cho xã nông nghiệp Bằng tổng hợp môn học vận dụng hiểu biết thực tế qua em cố gắng để lập phương án cấp điện tối ưu, phù hợp cho trình sinh hoạt sản xuất xã nông nghiệp Trong thời gian làm đồ án vừa qua,với cố gắng nỗ lực thân với giúp đỡ bảo tận tình thầy cô giáo,đặc biệt giúp đỡ thầy giáo ThS.Nguyễn Khắc Tiến em hoàn thành xong đồ án này.Em xin gửi đến thầy giáo Nguyễn Khắc Tiến thầy cô lòng biết ơn sâu sắc.Trong trình thiết kế,với kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót.Em mong nhận nhận xét góp ý thầy cô để đồ án em hoàn thiện Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2015 Sinh viên thiết kế Nguyễn Mạnh Tuân Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1.Khái niệm hệ thống điện hệ thống cung cấp điện Hệ thống điện (HTĐ) phận hệ thống lượng,bao gồm tất thiết bị dùng để sản xuất,biến đổi,truyền tải,phân phối tiêu thụ điện năng.Nói cách khác,HTĐ hệ thống bao gồm tất nguồn điện(nhà máy điện,trạm biến áp,đường dây hộ dùng điện(phụ tải điện) cấu trúc chung HTĐ hình 1.1 Hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ) phần HTĐ nghiên cứu mạng điện cung cấp cho phụ tải Năng lượng Nguồn phụ tải Nl sử dụng Lưới Tự nhiên MP Hệ thống điện Hình 1.1 Sơ đồ hệ thông cung cấp điện 1.2.Giới thiệu phụ tải xã nông nghiệp Đồng Trúc yêu cầu chung thực 1.2.1.Giới thiệu xã Đồng Trúc: Huyện Thạch Thất huyện nằm phía Tây thành phố Hà Nội cách trung tâm thành phố 20km.Huyện Thạch Thất ngõ thủ đô,giao thông thuận lợi với tuyến đường huyết mạch Đại lộ Thăng Long nối trung tâm thành phố với quốc lộ 21 Sơn Tây huyện tỉnh Hòa Bình Đồng Trúc xã thuộc huyện Thạch Thất,thành phố Hà Nội Là xã nông nghiệp với diện tích khoảng km với 700 hộ dân,năm 1999 dân số khoảng 3000 người.Mặt xã có tuyến cao tốc Láng-Hòa Lạc cắt qua thuận lợi cho giao thông phát kinh tế.Xã Đồng Trúc có thôn sinh sống Thôn có 200 hộ,thôn có 150 hộ,trụ sở ủy ban nhân dân xã,trạm y tế, trường tiểu học trung học sở.Thôn có 200 hộ,thôn có 150 hộ sinh sống.Kinh tế phụ thuộc chủ yếu vào nông nghiệp Trong năm gần làm tốt công tác chuyển dịch cấu kinh tế nông nghiệp kết hợp với lượng lao động trẻ làm việc công ty,xí nghiệp nên thu nhập hộ xã nâng lên đời sống người dân cải thiện.Mặc dù sống người dân chủ yếu nông nghiệp trình dồn điền đổi vừa qua hộ mạnh dạn áp dụng khoa học kỹ thuật vào canh tác nhằm giảm Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 bớt sức lao động,nâng cao suất,do nhu cầu sử dụng điện người dân tăng cao Đặc biệt nông nghiệp cấu mùa vụcó thay đổi,thay hai vụ lúa canh biết trồng xen vụ hoa màu,sử dụng giống lúa có suất cao.Các sở sản xuất công nghiệp dịch vụ xây dựng ngày nhiều đại bàn.Tốc độ tăng trưởng GDP tăng,tỷ lệ hộ nghèo giảm.Đồng Trúc xã đầu phong trào huyện 1.2.2.Sơ đồ mặt xã Đồng Trúc: Hình 1.2 Sơ đồ mặt xã Đồng Trúc Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 1.2.3.Những yêu cầu chung thiết kế dự án cấp điện: Mục tiêu nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo yêu cầu sau: 1.2.3.1.Đáp ứng tối đa nhu cầu phụ tải(tính liên tục cấp điện): Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại a)Phụ tải loại I: Là phụ tải mà ngừng cung cấp điện dẫn đến thiệt hại người,thiệt hại lớn mặt kinh tế,chính trị ngoại giao b)Phụ tải loại II: Là phụ tải mà ngừng cung cấp điện dẫn đến thiệt hại đáng kể mặt kinh tế phá vỡ hoạt động bình thường đại đa số công chúng c)Phụ tải loại III: Là phụ tải không thuộc loại trên,tức phép ngừng cung cấp điện thời gian ngắn 1.2.4.Chất lượng điện áp Chất lượng điện đánh giá hai tiêu tần số điện áp.Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh.Chỉ có hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tần số hệ thống điện Nói chung mạng lưới trung hạ áp cho phép dao động quanh giá trị ± 5% điện áp định mức.Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp nhà máy hóa chất điện tử ,co khí xác điện áp cho phép dao động khoảng ± 2,5% 1.2.5 An toàn,tin cậy cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị.Do đó,sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý,rõ ràng,mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành Các thiết bị điện phải chọn chủng loại,đúng công suất.Công tác xây dựng lắp đặt việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cung cấp điện Vì người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành quuy định an toàn sử dụng điện 1.2.6.Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện,chỉ tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật nêu đảm bảo.Chỉ tiêu kinh tế đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư,chi phí vận hành thời gian thu hồi vốn đầu tư Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thông qua tính toán so sánh chi tiết phương án,từ đưa phương án thích hợp 1.3.Phương pháp xác định phụ tải Khi thiết kế cung cấp điện cho công trình nhiệm vụ xác định phụ tải điện công trình này.Tùy theo quy mô công trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế phải kể đến khả phát triển công trình tương lai Xác định phụ tải xã nông nghiệp dựa vào phụ tải sinh hoạt thực tế hộ gia đình.Đồng thời tính toán dự báo tương lai.Hiện có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán.Những phương pháp đơn giản tính toán thuận tiện thường kết không cao,ngược lại độ xác cao lại phức tạp.Vì tùy theo giai đoạn thiết kế,tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính phù hợp.Sau phương pháp thường dùng: 1.3.1.Xác định phụ tải tính toán theo Pđ knc Phụ tải tính toán nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống xác định theo biểu thức: n ∑ Ptt = knc i=1 Pđi Qtt=Ptt.tg φ Stt= Trong tính toán,nếu chưa biết hiệu suất động cơ,một cách gần lấy Pđ = Pđm.Khi : n ∑ Ptt = knc i=1 Pđmi Trong đó: Pđi, Pđmi công suất đặt công suất định mức thiết bị thứ i,kW Ptt, Qtt,Stt công suất tác dụng ,phản kháng toàn phần tính toán nhóm thiết bị,kW,kVAR,kVA; n số thiết bị nhóm; knc hệ số nhu cầu; Nếu hệ số công suất cos φ thiết bị nhóm không giống phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức: Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 n ∑ P cosϕ i =1 P1.cosϕ1 + P2 cosϕ + + Pn cosϕ n P1 + P2 + + Pn Cos φ = = i n ∑P i =1 i Phương pháp có ưu điểm đơn giản,thuận tiện sử dụng rộng rãi để đánh giá phụ tải chung điểm nút có nhiều thiết bị nối vào hệ thống cung cấp điện hộ dùng điện giai đoạn thiết kế sơ Nhược điểm xác hệ số nhu cầu thường tra sổ tay số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành 1.3.2.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax Ptb Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax,công suất trung bình Ptb Công thức tính: Ptt= kmax Ptb= kmax ksd.Pđm Trong : Ptb công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị,kW Pđm công suất định mức thiết bị nhóm thiết bị,kW kmax hệ số cực đại :kmax = f(nhq,ksd); ksd = hệ số sử dụng Phương pháp thường sử dụng để xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng có điện áp 1000V với kết tương đối xác xác định số thiết bị hiệu nhq xét đến loạt yếu tố quan trọng ảnh hưởng số thiết bị nhóm số thiết bị có công suất lớn khác chế đô làm việc chúng 1.3.3.Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đươn vị sản phẩm W0 M Công thức: Ptt = Tmax Trong đó: M- số đơn vị sản phẩm sản xuất năm (sản lượng) W0 -suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm) Tmax -thời gain sử dụng công suất lớn nhất(h) Khi nhà máy, xí nghiệp có thông tin tương lai sản lượng áp dụng phương pháp này.Thường áp dụng để áp dụng cho thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi :quạt gió,bơm nước, Khi phụ tải tính toán gần phụ tải trung bình kết tương đối xác 1.3.4.Phương pháp xác định phụ tải theo suất phụ tải đơn vị diện tích a) Đối với xí nghiệp công nghiệp Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất: Công thức tính: Ptt =po.F Hoặc: Stt = s0.F Với: po ,s0 suất phụ tải m2 diện tích sản xuất (kW/m2); F diện tích sản xuất (m2) Giá trịS0được tra bảng 1.8 phụ lục giáo trình cung cấp điện Trần Quang Khánh Phương pháp có kết gần thường dùng cho thiết kế sơ bộ,nó tính cho phân xưởng có mật độ tương đối b)Đối với phụ tải sinh hoạt chiếu sáng Phụ tải sinh hoạt (nhà ở,văn phòng,bệnh viện,trường học, )và chiếu sáng xác định công thức (phần a) có p tra bảng 1.6 bảng 1.9 phụ lục 1(giáo trình cung cấp điện) F diện tích mặt sử dụng(m2) c) Đối với phụ tải thủy lợi Phụ tải thủy lợi( tưới,tiêu nước phục vụ sản xuất nông nghiệp) tính toán theo suât tiêu thụ điện cho tưới(hoặc tiêu) po hecta ruộng đất cần tưới tiêu F(ha) theo công thức (phần a) 1.3.5.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời kđt Phương pháp để xác định phụ tải tính toán tổng hợp hộ dùng điện(toàn phân xưởng,xí nghiệp,nhà máy )được dùng bước cuối sau xác định phụ tải tính toán nhóm theo phương pháp kể tính đến tính chất làm việc đồng thời thiết bị nhóm n ∑P tti Công thức tính:Ptt ∑ = kđt i =1 Trong đó: Ptt ∑ công suất tính toán tổng hộ dùng điện,kW Ptti công suất tính toán nhóm phụ tải thứ i kđt hệ số đồng thời ( tra sổ tay thiết kế cung cấp điện) 1.4 Phương án tính chọn phần tử hệ thống điện 1.4.1.Lựa chọn máy biến áp Với trạm máy: Với trạm hai máy: Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Công thức đảm bảo cho trạm biến áp cấp điện 100% cố máy trình vận hành thường non tải Nếu khảo sát phụ tải thấy cắt bớt phần phụ tải không quan trọng thời gian dài chọn máy biến áp cỡ nhỏ Khi đó, máy biến áp trạm hai máy chọn theo hai công thức: Trong đó: công suất phải cấp cố máy biến áp Khi chọn dùng máy biến áp ngoại nhập phải xét đến hệ số điều chỉnh nhiệt độ =1– Trong đó: , : nhiệt độ môi trường chế tạo sử dụng máy biến áp 1.4.2 Lựa chọn thiết bị điện phía cao áp Lựa chọn máy cắt điện Đại lượng chọn kiểm tra Điện áp định mức, kV Dòng điện lâu dài định mức, A Dòng điện cắt định mức, kA Công suất cắt định mức, MVA Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép, kA Dòng điện ổn định nhiệt, kA Điều kiện Trong đó: : điện áp định mức mạng điện : dòng cưỡng qua máy cắt : dòng ngắn mạch = U = UI’’ : dòng ngắn mạch xung kích, = 1,8 I’’ : thời gian cắt Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 : thời gian ổn định nhiệt định mức = 5s 10s Đồ án tốt nghiệp 10 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Mà ta có : Rtđ = + + + R1 R2 Rn ⇒ 1 1 = + + + Rtđ R1 R2 Rn ⇒ 1 1 1 = + + + = 27,6 Rtđ 0,1604 0,14 0,1218 0,1658 Ω ⇒ Rtđ = 0,036 Ω Dung lượng bù nhánh : ` Qb1 = 180 − ( 660, 42 − 115,35 ) 0, 036 = 57, 6kVAr 0,1604 Qb = 165, 42 − ( 660, 42 − 115,35 ) 0, 036 = 74, kVAr 0,14 Qb3 = 180 − ( 660, 42 − 115,35 ) 0, 036 = 18,9kVAr 0,1218 Qb = 135 − ( 660, 42 − 115,35 ) 0,036 = 5,16 kVAr 0,14 Chọn tụ bù cos ϕ Liên Xô chế tạo Bảng 2.21 Thông số kỹ thuật tụ bù mạng điện Tên trạm Qbù, kVAr (theo tt) Loại tụ bù Số pha Qbù đm kVAr Số lượng T1 56,7 KM2-3,15-24-2Y1 24 T2 74,7 KC1-1,05-30-2Y1 30 T3 18,9 KC1-0,22-8-3Y3 T4 5,16 KCO-0,22-4-3Y3 Đồ án tốt nghiệp 86 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Hình 2.20 Sơ đồ vị trí đặt tụ bù 2.7.Kiểm tra tổn thất điện áp tổn thất điện mạng điện 2.7.1.Tổn thất điện áp mạng điện Đặc điểm chung mạng phân phối: + Có điện áp thấp đường dây ngắn nên bỏ qua tổng dẫn sơ đồ thay + Tổn thất công suất nhỏ bỏ qua tính toán (coi dự chênh công suất đầu cuối đường dây) + Sự chênh điện áp điểm nút không đáng kể nên dùng điện áp định mức để tính + Thành phần ngang trục điện áp giáng nhỏ bỏ qua Ở mạng phân phối xã tổn thất điện áp xác định đường dây 22 kVcấp điện TBA thôn,trong MMBA đường dây trục thôn  Tổn thất điện áp đường dây 22 kV: ∆U = P.R + Q X 880,56.0,85.1,5 + 660, 42.0, 4.1, = = 69 ( V ) U đm 22  Tổn thất điện áp MBA: ΔUBA1= (3.30.0,06 + 2.30.0,12 + 30.0,12) = 15 (V) Dựa vào phần 2.4.2 2.5.1 ta tính toán tổn thất điện áp đoạn đường dây MBA Bảng 2.22 Tổn thất điện áp đường dây trạm Nhánh Đồ án tốt nghiệp ΔUd,V ΔUBA,V 23 15 24 14 23 15 26,5 11,5 87 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Tổng 96,5 45,5 → Tổn thất điện áp mạng điện : ΔU∑ = 96,5 + 45,5+ 69 =211V 2.7.2.Tổn thất điện năng: -Tổn thất công suất đường dây tính theo công thức:  S  −3 ΔP=  ÷ R.10 (kW )  U đm  Trong đó: S-công suất cần truyền tải Uđm-điện áp truyền tải R- điện trở tác dụng dây dẫn Tổn thất đường dây cao áp 22 kV:  300  −3 ΔP=  ÷ 1, 275.10 = 0, 23(KW)  22  Tổn thất ΔP đoạn cáp PPTT-T1:  300  −3 ΔP1=  ÷ 0,1544.10 = 0,028(k W)  22  Các đường dây khác tính tương tự, kết cho bảng sau: Bảng 2.23.Tổn thất công suất cáp Đường cáp F,mm2 L,m ro,Ω/km R,Ω Stt,kVA ΔP,kW PPTT-T1 3x95 800 0,193 0,1544 300 0,028 PPTT-T2 3x70 500 0,268 0,134 275,7 0,021 PPTT-T3 3x95 600 0,193 0,1158 300 0,021 PPTT-T4 3x70 600 0,268 0,1608 225 0,002 Đường dây 22kV 3x35 1500 0,85 1100,7 1,275 0,23 Tổng tổn thất công suất tác dụng đường dây:ΣΔP 0,302 -Xác định tổn thất điện đường dây: ΔAD= ΣΔP.τ τ: thời gian tổn thất công suất lớn nhất, tính theo công thức Đồ án tốt nghiệp 88 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 τ =(0,124+Tmax.10-4)2.8760 :Tmax = 4000h, τ =2405,3 h → ΔAD = 0,302.2405,3=726,4(kWh) -Xác định tổn thất điện ΔA trạm biến áp: Tổn thất điện ΔA trạm biến áp tính theo công thức:  S  ΔA=ΔP0.t +ΔPN  tt ÷ τ  S đmB  đó: n: số máy biến áp giống làm việc song song t: thời gian máy biến áp vận hành, t=8760h τ: thời gian tổn thất công suất lớn Tính cho TBA :  300  2405, = ΔABA1=0,84.8760 + 5,75  15138 (kWh) ÷  400   275,  2405, = 13928,8 (kWh ΔABA2=0,84.8760 + 5,75  ÷  400   300  2405, = 15138 (kWh ΔABA3 = 0,84.8760 + 5,75  ÷  400   225  2405, = 12258 (kWh ΔABA4= 0,72.8760 + 4,85  ÷  315  Các trạm biến áp khác tính tương tự ta thu bảng số liệu sau: Bảng 2.24.Kết tổn thất điện MBA Tên trạm Số máy Stt (kVA) Sđm (kVA) ΔP0 (kW) ΔPN (kW) ΔA (kWh) T1 300 400 0,84 5,75 15138 T2 275,7 400 0,84 5,75 13928 T3 300 400 0,84 5,75 15138 T4 225 315 0,72 4,85 12258 Tổng tổn thất điện TBA ΔABA Đồ án tốt nghiệp 89 56462 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 CHƯƠNG 3-ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB 3.1 Xác định phụ tải tính toán - Xã nông nghiệp 700 hộ dân gồm: +1 trường tiểu học:2 tầng tầng phòng,công suất đặt phòng Pp = kW + Trường trung học sở:2 dãy nhà tầng,mỗi tầng phòng,công suất đặt phòng: Pp = kW + bệnh xá: tầng tầng phòng,công suất đặt phòng: Pp = 0,8kW + ủy ban nhân dân :1 dãy tầng,mỗi tầng phòng,công suất phòng: Pp = 1,5kW -công suất tiêu thụ trung bình hộ Pđ = kW cos φ = 0,8.knc = 0,6;kđt=0,8 3.1.1 Xác định công suất xã chọn MBA clear close all cosphi=0.8; %he so cong suat sinphi=sqrt(1-0.8^2); tanphi=sinphi/cosphi; knc=0.6; %He so nhu cau % Khai bao du lieu su dung dien cua cac ho dan moi thon T=4; %so thon SH=[200;150;200;150]; %So ho dan moi thon CS=2; %Cong suat dat cho moi ho %Cong suat tac dung tinh toan P1=knc*CS.*SH; %Cong suat phan khang tinh toan Q1=tanphi.*P1; %Cong suat tong cong S1=sqrt(P1.^2.+Q1.^2); %Tong cong suat tieu thu cua cac ho dan thon Pt1=sum(P1); Qt1=sum(Q1); St1=sum(S1); %Khai bao du lieu cac co quan hanh chinh t=[2; 2; 4; 2]; %So tang moi toa nha, lan luot cua UBND, TH, THCS, Yte p=[6; 8; 6; 6]; %So phong tuong ung moi tang Tp=t.*p; % Tong so phong moi co quan %Cong suat tinh toan moi phong Pp=[1.5; 1; 1; 0.8]; %Cong suat tac dung tinh toan P2=knc.*Pp.*Tp; %Cong suat phan khang tinh toan Q2=tanphi.*P2; %Cong suat tong cong S2=sqrt(P2.^2.+Q2.^2); %Tong cong suat tieu thu cua cac ho dan thon Pt2=sum(P2); Đồ án tốt nghiệp 90 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Qt2=sum(Q2); St2=sum(S2); %Tong cong suat disp('Tong cong Ptt=Pt1+Pt2 disp('Tong cong Qtt=Qt1+Qt2 disp('Tong cong Stt=St1+St2 tieu thu tren toan xa suat tac dung tren toan xa') suat phan khang tren toan xa') suat toan phan tren toan xa') disp('cong suat tinh toan cua tung thon') %Cong suat tinh toan cua thon P_T1=P1(1) Q_T1=Q1(1) S_T1=S1(1) %Cong suat tinh toan cua thon P_T2=P1(2)+Pt2 Q_T2=Q1(2)+Qt2 S_T2=S1(2)+St2 %Cong suat tinh toan cua thon P_T3=P1(3) Q_T3=Q1(3) S_T3=S1(3) %Cong suat tinh toan cua thon P_T4=P1(4) Q_T4=Q1(4) S_T4=S1(4) Kết quả: Ptt = 880.5600 Tong cong suat phan khang tren toan xa Qtt = 660.4200 Tong cong suat toan phan tren toan xa Stt = 1.1007e+003 Hien thi cong suat tinh toan cua tung thon P_T1 = 240 Q_T1 = 180.0000 Đồ án tốt nghiệp 91 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 S_T1 = 300.0000 P_T2 = 220.5600 Q_T2 = 165.4200 S_T2 = 275.7000 P_T3 = 240 Q_T3 = 180.0000 S_T3 = 300.0000 P_T4 = 180 Q_T4 = 135.0000 S_T4 = 225.0000 Sau tính toán tổng công suất xã thôn ta chọn MBA dựa theo yêu cầu thiết kế công suất thôn cho đảm bảo : Sđm ≥ Stt  Stt1 = 300 kVA ta chọn MBA T1 có Sđm1 = 400 kVA  Stt2 = 275,5 kVA ta chọn MBA T2 Sđm1 = 400 kVA  Stt3 = 300 kVA ta chọn MBA T3 Sđm1 = 400 kVA Đồ án tốt nghiệp 92 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5  Stt4 = 225 kVA ta chọn MBA T4 Sđm1 = 300 kVA Hình 3.1 Công suất xã tính toán MATLAB 3.2 Đồ thị phụ tải Thành lập đồ thị phụ tải điện xã nông nghiệp ngày đêm.Các số liệu lấy cách một,cần khai báo thời gian (từ đến 24h) khoảng 1h Số liệu công suất tiêu thụ thôn cho bảng sau: t 10 11 12 P,kW 100 110 120 140 150 150 160 170 180 190 200 220 t 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 P,kW 220 200 190 180 180 190 180 170 160 140 120 110 Bảng 3.1 Công suất tiêu thụ thôn (MBA T1) 24h clc close all a=[0:1:24];%thoi gian b=[100 110 120 140 150 150 160 170 180 190 200 220 220 200 190 180 180 190 180 170 160 140 120 110 ]; bar(b); xlabel('thoi gian,t-gio') ylabel('cong suat tac dung,P-kW') title('do thi phu tai dem thon 1(so lieu vao mua he)') axis([0,25,0,240]) Đồ án tốt nghiệp 93 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Hình 3.2 Đồ thị phụ tải ngày đêm thôn 3.2 Chọn tiết diện dây dẫn cao áp - Chọn tiết diện dây dẫn cho đường dây trung áp 22kv dài 1,5km, biết hao ổn điện áp cho phép ∆U cp = 5% ; công suất truyền tải S = 880,56 +j660,42 dự kiến dùng dây nhôm lõi thép ( = 31,5 m/ mm2) Chương trình matlab soạn thảo sau: clc close all U=22;l=1.5;P=880,56;Q=660,42; gam=31.5;dU=5; dlcd=[U,l,P,Q,gam,dU]; xo=0.4; dUcp=dlcd(1)*dlcd(6)*10^3/100 dUx=dlcd(4)*xo*dlcd(2)/dlcd(1); dUr=dUcp-dUx; F=dlcd(3)*dlcd(2)*10^3/(dlcd(5)*dUr*dlcd(1)); F1=input('chon day =') F2=input('tiet dien day =') dUt=(dlcd(3)*real(F1)+dlcd(4)*imag(F1))*dlcd(2)/dlcd(1); Fc=F2; disp('ket qua la') disp('Fc dUt dUcp') fprintf('%g'),disp([Fc,dUt,dUcp]); P = 880 Q = 660 Đồ án tốt nghiệp 94 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 dUcp = 1100 chon day =0.85+0.4 F1 = 1.2500 tiet dien day =35 F2 = 35 ket qua la Fc dUt dUcp 35 75 1100 Như ∆U cp ≥ ∆U nên chọn dây AC-35 thỏa mãn yêu cầu Hình 3.3 Tiết diện dây dẫn cao áp tính toán MATLAB 3.3 Tính toán học đường dây Tính toán học đường dây 22kv làm dây dẫn AC-35, biết số liệu khí tượng khu vực đường dây qua sau: tốc độ gió lớn v=25m/s nhiệt độ θv.m = 25o C ; nhiệt độ thấp xuất θv.m = 5o C ; độ võng cực đại fm = 0,75m Chương trình matlab soạn thảo sau: clc close all ga=2.7;gs=7.85;%so lieu day nhom loi thep Đồ án tốt nghiệp 95 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 xicm=17;Ea=6300;Es=20000;alpa=23*10^(-6);alps=12*10^(6);f=0.75;tet=25;tetmin=5;v=25;kx=1.2; F35=[36.9 6.15]; a=interp1(vb,ab,v);%he so a epxt=interpl(XiAC,epx,xicm);%he so gian dai tuong doi(epxt) for tet2=5:5:40%khoi dau vong lap E=xicm/epxt;%modun dan hoi bet=1/E;%he so keo dai dan hoi k=F35(1)/F35(2);%ty so tiet dien day nhom/thep g1=1.025*(ga*F35(1)+gs*F35(2))*10^(-3)/(F35(1)+F35(2));%ty tai luong g2=0.0625*a*kx*v^2*d10*10^(-3)/(F35(1)+F35(2));%ty tai ap luc gio g=sqrt(g1^2+g2^2);%ty tai tong hop alp0=(k*alpa*Ea+alps*Es)/(K*Ea+Es);%he so gian no nhiet lgh=xicm*sqrt(24*alp0(tet1-tetmin)/(g^2-g1^2));%khoang vuot toi han l=sqrt(8*xicm*f/g);%khoang vuot thuc te B=g^2*l^2/(24*bet*xicm^2)-alp0*(tet1-tet2)/bet-xicm; C=-g1^2*l^2/(24*bet); P=[1 B C]; xichma=roots(P);%ung suat tinh toan f1=g1*l^2/(xichma*8);%do vong tinh toan end 3.4 Chọn dây dẫn hạ áp - Chọn tiết diện dây cho đường dây hạ áp 0.4 kv chiều dài l1=0,06 km, l2=0,12 km, l3=0,12 km, biết hao ổn điện áp cho phép ∆U cp = 10% ; công suất truyền tải S = 40+j30 kva, ( = 31,5 m/ mm2) BA 60m 120m 40+j30 120m 40+j30 40+j30 Chương trình matlab soạn thảo sau: Ucp=38;x0=0.35;udm=0.38;gama=31.5;q=30;p=40;l1=0.06;l2=0.12;l3=0.12; deltaUba1=(x0/udm)*(3*q*l1 + 2*q*l2 + q*l3) deltaU = Ucp-deltaUba1 F=(gama/(udm*deltaU))*(3*p*l1 + 2*p*l2 + 1*p*l3) Ket qua la: deltaUba1 = 14.9211 deltaU = 23.0789 F = 77.5827 Đồ án tốt nghiệp 96 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 3.5 Xác định dung lượng bù Mạng điện hạ áp 0,4kv, cung cấp cho thôn với phụ tải tương ứng Si Phân phối công suất phản kháng cho TBA thôn, tổng công suất Qb =115,35 kVAr, coi hệ số đồng thời Điểm tải T1 T2 T3 T4 S, kVA 300 275,7 300 225 cos 0,8 0,8 0,8 0,8 L, km 0,8 0,5 0,6 0,6 Dây dẫn AC95 AC70 AC95 AC70 Bảng 3.2 Số liệu điểm bù công suất Chương trình matlab soạn thảo sau: clc close all U=0.4; Qb=115.35 ; dlb=[300 275.7 300 225;0.8 0.8 0.8 0.8;0.8 0.5 0.6 0.6;0.54 0.287 0.54 0.287;0.4 0.4 0.4 0.4]; sinfi=sqrt(1-dlb(2,:).^2) tagfi=sinfi./dlb(2,:) R=dlb(3,:).*real(dlb(4,:)) g=1./R Rtd=1/sum(g) Qbi=Q-(sum(Q)-Qb).*Rtd./R sum(Qbi) Ket qua la: tagfi = Đồ án tốt nghiệp 97 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 0.7500 0.7500 0.7500 0.7500 R= 0.4320 0.1435 0.3240 0.1722 g= 2.3148 6.9686 3.0864 5.8072 Rtd = 0.0550 Qbi = 15.0576 43.8222 19.8267 36.6435 ans = 115.3500 Đồ án tốt nghiệp 98 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 KẾT LUẬN Trải qua trình tìm hiểu nghiên cứu thân với giúp đỡ tận tình thầy giáo Thạc Sỹ Nguyễn Khắc Tiến em hoàn thành đồ án này.Qua trình thực đồ án giúp em có kỹ kiến thức sau: - Hình thành cho thân số kỹ sử dụng phần mềm tính toán thiết kế mạng điện - Vận dụng câu lệnh,cú pháp MATLAB để tính toán thông số vẽ hình mô mạch điện Thông qua đề tài “Ứng dụng phần mềm MATLAB thiết kế cấp điện cho xã nông nghiệp 700 hộ dân” giúp em hiểu rõ lợi ích phần mềm MATLAB tính toán thiết kế mạng điện,đồng thời giúp em sâu với kiến thức kỹ thực tế Tuy nhiên trình thực đồ án trình độ kiến thức thân kinh nghiệm hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy cô giáo xem xét góp ý để đồ án em hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo Thạc sỹ Nguyễn Khắc Tiến trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình để em hoàn thành đồ án Đó kiến thức tảng để em tiến vào tương lai Em xin chân thành cảm ơn ! Đồ án tốt nghiệp 99 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện-TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Thiết kế cấp điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2008 Tác giả : Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Giáo trình cung cấp điện.Nhà xuất giáo dục Việt Nam Tg : TS Trần Quang Khánh,ThS Nguyễn Quang Thuấn,ThS.Ninh Văn Nam,ThS.Trịnh Trọng Chưởng Cung cấp điện.Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Tg:Nguyễn Xuân phú – Nguyễn Công Hiển – Nguyễn Bội Khuê, chủ biên: Nguyễn Xuân phú Trần Quang Khánh 4.Matlab ứng dụng dùng cho ngành điện tập II nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2010 - Các trang web: http://webdien.com/ http://123doc.org/ http://www.cadivi-vn.com/ http://doc.edu.vn/ Đồ án tốt nghiệp 100 SV: Nguyễn Mạnh Tuân [...]... đánh dấu hình vuông (s), đường vẽ màu đỏ(r) - Đường vẽ rộng 2 point - Các cạnh của khối đánh màu đen - Khối đánh dấu màu green - Kích thước khối đánh dấu 10 point Hình 1.6 Đồ thị sử dụng đường cong và điểm 1.5.4.5.Thêm đường vẽ vào đồ thị đã có Để làm điều này ta dùng lệnh hold Khi ta đánh lệnh hold on thì Matlab không xoá đồ thị đang có Nó thêm số liệu vào đồ thị mới này Nếu phạm vi giá trị của đồ. .. có dung lượng nhỏ hơn Đồ án tốt nghiệp 17 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 1.5.Giới thiệu phần mềm Matlab và ứng dụng trong nghành kỹ thuật điện 1.5.1.Giới thiệu matlab MATLAB là một môi trường tính toán số và lập trình, được thiết kế bởi công ty MathWorks MATLAB cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao diện... ʹ, numx]); end Đồ án tốt nghiệp 27 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 1.5.4.Xử lý đồ thị trong matlab 1.5.4.1.Các lệnh vẽ Matlab cung cấp một loạt hàm để vẽ biểu diễn các vectơ số liệu cũng như giải thích và in các đường cong này - plot: đồ họa 2-D với số liệu 2 trục vô hướng và tuyến tính - plot3: đồ họa 3-D với số liệu 2 trục vô hướng và tuyến tính - polar: đồ hoạ trong hệ... phân phối có thể được cấp điện từ 1 nguồn, 2 nguồn hoặc 1 nguồn có dự phòng, trong tủ phân phối thường đặt aptomat tổng và các aptomat nhánh Nếu tủ phân phối cấp điện cho đường dây trên không hoặc từ đường dây trên không tới thì phải đặt thêm chống sét van hạ áp Các aptomat được chọn theo dòng làm việc lâu dài: = Trong đó: : điện áp định mức mạng điện = 380V với aptomat 3 pha Đồ án tốt nghiệp 12 SV:... Hình 1.11 Đồ thị chia trục theo phạm vi dữ liệu 1.5.4.11.Ghi nhãn lên các trục toạ độ Matlab cung cấp các lệnh ghi nhãn lên đồ hoạ gồm : - title: thêm nhãn vào đồ hoạ - xlabel: thêm nhãn vào trục x - ylabel: thêm nhãn vào trục y - zlabel: thêm nhãn vào trục z - legend: thêm chú giải vào đồ thị - text: hiển thị chuỗi văn bản ở vị trí nhất định Đồ án tốt nghiệp 33 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH... {\itt} = 300', 'FontSize', 14) Đồ án tốt nghiệp 34 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Hình 1.13 Đồ thi sử dụng ghi chú văn bản trên các trục Tham số HorizontalAlignment và VerticalAlignment định vị văn bản so với các tọa độ x, y, z đã cho 1.5.5 .Đồ hoạ đặc biệt a Khối và vùng Đồ hoạ khối và vùng biểu diễn số liệu là vec tơ hay ma trận MATLAB cungcấp các hàmđồ hoạ khối và vùng: - bar:... trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất • Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn • Giảm điện áp của động cơ làm việc non tải • Hạn chế động cơ làm việc không tải • Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ • Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ Đồ án tốt nghiệp 16 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 •...Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Lựa chọn máy cắt phụ tải Đại lượng chọn và kiểm tra Điện áp định mức, kV Dòng điện định mức, A Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép, kA Dòng điện ổn định nhiệt, k Điều kiện Dòng điện định mức của cầu chì, A Dòng điện cắt định mức của cầu chì, kA Công suất cắt định mức của cầu chì, MVA I’’ S’’ Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly Đại lượng chọn và kiểm tra Điện áp định... phận cắt mạch điện bằng nhiệt hoặc bằng điện từ của aptomat 1.4.5.Nâng cao hệ số công suất phản kháng theo yêu cầu chung cos Nâng cao hệ số công suất cos = 0,85 là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng Phần lớn các thiết bị dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng là: - Động cơ không đồng bộ tiêu thụ... plot(sin(x)); hold all plot(sin(x+(pi/4))); Đồ án tốt nghiệp 30 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: ĐHLT KTĐ-K5 Hình 1.7 Đồ thị thêm vào đồ thị cho trước 1.5.4.6.Chỉ vẽ các điểm số liệu Để vẽ các điểm đánh dấu mà không nối chúng lại với nhau ta dùng đặc tả nói rằng không có các đường nối giữa các điểm, nghĩa là ta gọi hàm plot chỉ với đặc tả màu và điểm đánh dấu Ví dụ: xét chương trình như sau: ... thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cung cấp điện Vì người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành quuy định an toàn sử dụng điện 1.2.6.Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện, chỉ... toàn,tin cậy cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị.Do đó,sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý,rõ ràng,mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành Các thiết bị điện phải chọn... 110/22kV )cung cấp đến trạm 22/0,4kV.Từ trạm chia nhánh cung cấp điện cho xóm thôn Hình 2.1 Sơ đồ cấp điện cho xã theo phương án Đồ án tốt nghiệp 48 SV: Nguyễn Mạnh Tuân Khoa: CNKT Điện- TĐH Lớp: