Thiết kế mạng điện cung cấp cho xã

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

Trang 1

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

Sinh viên thiết kế

Lê Quốc Nam

Trang 2

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

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

Pttb 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: Ptt = P0 S.N

Với S: diện tích (m2)

N: Số phòngP0: Công suất/1m2; P0 = 20 W/m2 = 20.10-3kW/m2

⇒ Ptt = 20 10-3 250 1 = 5kW

1.2 Trụ sở xã 200m 2

⇒ Ptt = 20.10-3 200 1 = 4kW

Trang 3

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

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

Ta có: Ptt = Kđt

n

ti ®mi CS 1

Trang 4

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

Trang 5

Làm việc hết công suất.

Pttb = 5 33 = 165 kW

Pb = Pttb 165Cos = 0,85

ϕ = 194,12 kVA

Vậy tổng công suất cần cấp cho xã

Ptt = Ptt1 + Ptt2 + Ptt3 + Ptt4 + Pb = 162,96 + 262,165 + 180 + 300 + 165 = 1070,125 kWStt = Stt1 + Stt2 + Stt3 + Stt4 + Sb = 191,72 + 308,43

+ 211,76 + 352,94 + 194,12

= 1258,97 kVA

Trang 6

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ TUYẾN ĐƯỜNG DÂY

CAO ÁP CẤP ĐIỆN CHO XÃ

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

Fkt = tt

kt

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

Trang 7

100 = 1750 V

⇒ UCP > ∆U

- Theo điều kiện phát nóng cho phép

Với ISC = 2Itt = 2 20,76 = 41,52 (A)

Mà dây AC - 35 có ICP = 170A

Trang 8

- 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:

Trang 9

400 240

Trang 10

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

3 Tính tốn ứng suất và độ võng của dây.

Hệ số nở dài của dây phức hợp AC là:

a = AlFeFF

Trang 11

Trong đó: θ0 = 25 0C (nhiệt độ môi trường chế tạo dây).

θbão = 25 0C (nhiệt độ không khí khi bão)

Trang 12

lth =

Al b·o min

2 2

min b·o

Trang 13

f: độ võng f = 0,75 mh0: khoảng cách từ mặt đất đến điểm thấp nhất của dây.

h1: khoảng cách từ điểm treo dây dưới cùng đến đỉnh cột; h1=0,25m

h2: Độ chôn sâu của cột, h2 = 2m

hcp: khoảng cách cho phép; hcp = 7

⇒ h0 = 12 - 0,75 - 0,25 - 2 = 9 (m) > 7m

Vậy độ võng của dây đảm bảo khoảng cách an toàn

Trang 14

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 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)

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

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

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:

Trang 15

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:

Td = τAC θ min FACFAC = FAl + FFe = 36,9 + 6,20 = 43,1

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 với nhau 1 góc 600

Số cột cần dùng trên đường cao áp dài 5km

Att = 5000

100 = 50 (cột)

Trang 16

Do đầu và cuối ta dùng 2 cột LT12C do đó số cột cần dùng là: A =52 (cột)

Trang 19

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO XÃ

Thiết kế đo mạng điện cho xã đóng vai trò hết sức quan trọng 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 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 bằng địa 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, trường học

Do ΣStt = 191,71 kVA; ΣPtt = 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 ΣPtt = 262,165 kW

ΣStt = 308,43 kVA

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

- Đặt 1 TBA T3 cho thôn 3

ΣStt = 211,76 kVA

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

- Đặt 1 TBA T4 cho thôn 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

Trang 20

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 tô mát tổng và các áp tô mát nhánh.

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ TBA VÀ MẠNG CAO ÁP CẤP ĐIỆN CHO XÃ.

Trang 21

Th«n 2

2 3 1

Th«n 3

5 6 7

Th«n 4

Trang 22

C710-313PB AZLP-35

AZLP-35

C710-313PB AZLP-35 C710-313PB

Trang 23

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

Bảng thông số kỹ thuật:

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

Trang 24

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 ra phương án đi dây và tính toán đường dây tải điện, chọn các phân tử trong mạng 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

Trang 25

Sơ đồ tính toán mỗi đường trục:

Vì tổn thất điện áp trên đường 35kV là rất nhỏ có thể dùng đầu phân áp thích 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 coi bách hoá, trụ sở xã, trạm xá, trường học là một đường xóm)

→ Công suất của 1 đường xóm

OAkV

Trang 26

Ta có ICP = 1,25I = 1,25 160,42 = 200,5 (A)

Lờy ICP = 215 (A) → chọn tiết diện dây cho đường điện xóm là dây nhôm trần có F = 25 mm2

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ cấp điện trên mặt bằng thôn I

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 tơ chọn loại 50A, các cấu dao nhánh chọn loại 10A, công tơ 1 pha 10A của nhà

Trang 27

máy chế tạo dụng cụ đo lường sản xuất tại Việt Nam, dùng dây bọc CLIP SAL 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 lập bảng lựa chọn các phần tử ở dạng hạ áp cấp điện cho các thôn xóm

Tên

thôn Tủ phân phối Tiết diện trục Tiết diện xóm Tủ công tơ Dây từ công tơ về gia đình

AT nhánh A - 175

Cầu dao nhánh (10A)

Dây lõi đồng M (2 x 2,5)

AT nhánh A - 250

Cầu dao nhánh (10A) Công tơ 1 pha 10A

M (2 x 2,5)

AT nhánh A - 200

M (2 x 2,5)

AT nhánh A - 300

M (2 x 2,5)

Riêng thôn 4 có 2 đường trục mỗi đường trục cấp cho 4 đường nhánh

Trang 28

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) bằng đường dây trên không Trạm đặt một trạm biến áp riêng từ trạm bơm đến TBA là 300m, phía cao áp đặt cầu chì tự rơi chống sét van, phía hạ áp đặt tủ phân phối cấp điện cho các máy bơm Vì trạm bơm ta đặt 5 máy do đó ta đặt cho mỗi mãy một cầu dao hộp gắn trên tường để tiện thao tác

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

Trang 29

Bảng thông số kỹ thuật của áp tô mát tổng.

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)

Trang 30

§ 1

5 Phßng trùc

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

Trang 31

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 công 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 yêu cầu xã hội như điều kiện 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 do ABB 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 phân phối phải có mái dốc để thoát nước, cửa ra vào có khoá kín và phải làm cửa thông gió phía trong có đặt lưới mắt cáo đề phòng chim, chuột, rắn…

2 Lựa chọn các phân tử trong TBA.

Trang 32

2.3 Sứ đỡ

Dựng loại sứ đỡ đặt ngoài trời do Liờn Xụ chế tạo

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

Trang 33

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 chập mạch giữa cuộn cao áp và cuộn hạ áp trong máy biến áp, khi các phần tử thường khơng mang điện nhưng cĩ nguy cơ bị rị điện như vỏ máy biến áp, vỏ

Trang 34

Độ chôn sâu của cọc

Trang 35

Điện trở của điện cực hỗn hợp

.R n .R87,83.21,68

9,95 R 100,4.87,83 12.0,60.21,68

Điện trở nối đất thực tế của hệ thống Rđ ≤ 10Ω Cách nối các thiết bị của 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 tủ phân 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 các rãnh 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 cách giữa các cọc tối thiểu là 2,5m, các cọc đóng sâu dưới mặt đất 0,7m Sau đó ta nối các cọc với nhau bằng thép dẹt 40 x 4mm, thép dẹt được hàn chặt với các cọc ở độ sâu 0,8m

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

Trang 36

CHƯƠNG 6 LẬP DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH ĐIỆN

Sau khi tính toán xong toàn bộ hệ thống cấp điện cho xã ta phải định giá các chủng loại vật tư thiết bị, định giá nhân công để biết được tổng chi phí đầu tư cho hệ thống cấp điện là bao nhiêu sau đó để mời thầu hoặc là huy động 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 tiên của xã là 5km Theo sơ đồ mặt bằng của xã ta có thể lấy tổng chiều dài là 6,5km → 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

Trang 38

BẢNG DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH ĐIỆN

30 Công tơ 1 pha 10A Cái 1450 1.200.000 174.000.000

Trang 39

PHỤ LỤC

Trang

Chương I: Xác định tổng công suất cấp cho xã

I Đặt vấn đề

II Tính toán công suất cấp cho xã