Đề tài thiết kế CUNG CẤP ĐIỆN cho xã nông nghiệp

Vì các hộ gia đình ở nông thôn nên tra bảng ta chọn mỗi hộ gia đình có suất phụ tải trung bình là 0.5 kW và Cosφ=0.85 Áp dụng công thức: 8 Bài tập lớn môn Cung cấp điện... Các số liệu v

Trang 1

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 3

ĐỀ BÀI 4

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ TRẠM BƠM 5

1 Trình tự thiết kế trạm bơm 5

2 Tính toán chi tiết 5

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN PTT CHO CÁC PHỤ TẢI CỦA XÃ 8

1 Hộ gia đình 8

2 Trường học 9

3 Ủy ban xã 10

4 Trạm xá ……….11

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀN XÃ .12

CHƯƠNG IV : TÍNH NGẮN MẠCH 15

CHƯƠNG V : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 17

1 Tính toán chọn lựa dây dẫn dựa theo điều kiện phát nóng cho phép 17

2 Tính toán cầu chì, dao cách ly 19

CHƯƠNG VI : NỐI ĐẤT 23

1 Nối đất tự nhiên 23

2 Nối đất nhân tạo 23

CHƯƠNG VII : TÍNH CÔNG SUẤT BÙ 32

1 Đặt vấn đề 32

2 Các phương án bù công suất 33

3 Tính toán bù 34

1 Bài tập lớn môn Cung cấp điện

Trang 2

4 Chọn thiết bị bù 35

5 Vị trí đặt tủ bù 38CHƯƠNG VIII : DỰ TRÙ CÔNG TRÌNH……… 41

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay,công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước đang diễn ra rấtmạnh mẽ ở nước ta Muốn thực hiện tốt mục tiêu đó chúng ta phải thúc đẩy vàphát triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn như: Cơ khí, Điện, Điện tử, Côngnghệ thông 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 quan trọngtrong nền kinh tế quốc dân Nó đảm nhiệm công việc cung cấp điện cho hầu hếtcác ngành trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế ngoài ra nó cung cấp điện cho cácđịa phương thúc đẩy sự phát triển của địa phương đó để dẫn cân bằng về đời sốnggiữa nông thôn và thành thị

Sau thời gian học tập nhóm 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 nhữnghiểu biết trong thực tế qua thời gian đi xưởng nhóm em đã cố gắng hết mình đểlập ra phương án cấp điện tối ưu, phù hợp cho quá trình sinh hoạt và sản xuất củamột xã nông nghiệp

Mặc dù đã cố gắng hết sức trong quá trình làm đồ án nhưng do thời gianhạn chế và còn ít kinh nghiệm thực tế nên có nhiều thiếu sót trong thiết kế vì vậynhóm em rất mong các thầy cô chỉ bảo và giúp đỡ em để em được bổ xung nhữngthiếu sót

Cuối cùng nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy TH.S.Ninh Văn Nam đãtạo điều kiện và giúp đỡ nhóm em hoàn thành bản thiết kế này

Trang 4

Trường học

ủy ban xã

Trạm xá

N

1,5km 1km

Trường học có công suất đặt 320 kVA, cosφ = 0,8

Trạm bơm gồm 1 tầng có 1 phòng diện tích 10*16m, trong phòng có 2 máybơm có công suất 32kW, cosφ = 0,78

Yêu cầu:

- Thiết kế chiếu sáng và động lực cho Trạm bơm

- Thiết kế cung cấp điện cho xã trên

Trang 5

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ TRẠM BƠM Trạm bơm gồm 1 tầng có 1 phòng diện tích 10*16m, trong phòng có 2 máy bơm có công suất 46kW, cosφ = 0,78.

 Bước 4: Vẽ sơ đồ đấu dây từ bảng điện đến từng bóng đèn Đó là bản vẽmặt bằng cấp điện chiếu sáng

 Bước 5: Vẽ sơ đồ nguyên lý lưới điện chiếu sáng

 Bước 6: Lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ (áptômát, cầu chì,thanh cái, dây dẫn)

2 Tính toán chi tiết

 Bước 1:

Tra bảng suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị sản xuất của 1 phânxưởng ta chọn được suất phụ tải chiếu sáng cho trạm bơm là P0 = 9(W/m2)

Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị sản xuất của 1 phân xưởng

 Bước 2:

Tổng công suất chiếu sáng toàn trạm bơm là:

P cs = P 0 S = 9.10.16 = 1440 (W)

Trang 6

Mặt bằng bố trí đèn và đi dây như hình vẽ sau:

Bước 5: Vẽ sơ đồ nguyên lý lưới điện chiếu sáng cho trạm bơm như sau:

2m

2m 2m

Trang 7

 Bước 6:

Tính toán thiết bị bảo vệ:

Lựa chọn áptômát tổng:

I đmAT > Itt= 16.100220.0 78 = 9,32 (A)

Chọn áptômát 10A do LG chế tạo

Trang 8

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN P TT CHO CÁC PHỤ TẢI CỦA XÃ

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN XÃ

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng cácmáy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình

độ vận hành của công nhân v.v Vì vậy xác định chính xác phụ tảitính toán là một nhiệm vụ rất quan trọng Xã trên là 1 xã có xu thế pháttriển rất nhanh về mọi mặt Tuy nhiên các phụ tải chính trong xã vẫn

là trạm bơm, chăn nuôi, trồng trọt, trường học, trạm xá,cửa hàng báchhóa,các hộ dân cư,…

Bảng 1: Danh sách phụ tải điện của xã

1 Vì các hộ gia đình ở nông thôn nên tra bảng ta chọn mỗi hộ gia đình có suất phụ tải trung bình là 0.5 kW và Cosφ=0.85

Áp dụng công thức:

Trang 9

Trong đó: Ptt= P0.H

H – số hộ dân trong xã

Ρ0 – suất phụ tải trên 1 hộ, W/m²

Suất phụ tải trung bình của thôn 1 là:

Trang 10

P5 = Plớp học + Pvăn phòng = 24.80.12 + 250.20 = 28,04 (kW)

S5 = P5/ Cosφ = 28.04/0.8= 35 (kVA)

Trường tiểu học

Lấy suất phụ tải là P0 = 12(W/m2), mỗi phòng có diện tích là

56 (m2), gồm 24 phòng học, một nhà hiệu bộ F = 250 (m2) - lấy suất phụ tải là P0 = 20 (W/m2)

Áp dụng công thức (2 – 13) ta có:

P6 = Plớp học + Pvăn phòng = 24.56.12 + 250.20 =21,1 (kW)

S6 = P6/ Cosφ = 26.4 (kVA)

 Trường mầm non

Lấy suất phụ tải là P0 = 12(W/m2), mỗi phòng có diện tích là

40 (m2), gồm 20 phòng học, một nhà hiệu bộ F = 200 (m2)lấy suất phụ

tải là P0 = 20 (W/m2)

Áp dụng công thức (2 – 13) ta có:

P7 = Plớp học + Pvăn phòng = 20.40.12 + 200.20 = 13,6 (kW)S7 = P7/ Cosφ = 17 (kVA)

Trang 11

S8 = P8/ Cosφ = 23/ 0.85 = 27 (kVA)

4 Trạm xá

Vì ở nông thôn nên tra bảng chọn được suất phụ tải sinh hoạt trung bình

theo diện tích của Trạm xá là 10 W/1m2 và có Cosφ=0.85

Suất phụ tải trung bình của Trạm xá là:

P9 = P0 F = 10 2.8.10.16 = 25.6(kW)P9 = P9/ Cosφ = 25.6/ 0.85 = 30 (kVA

Bảng tính toán Phụ tải toàn xã

Trạm bơm

Trường học

Tổng công suất phụ tải của toàn xã là:

Stổng=Sthôn1+ Sthôn2+ Sthôn3+ Sthôn4+SỦy ban xã+STrạm xá+STrạm bơm+STrườngnhọc

=676.7(kVAr

Trang 12

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO TOÀN

XÃ

Việc lựa chọn phương án cấp điện bao gồm: chọn cấp điện áp, nguồnđiện, sơ đồ nối dây, phương thức vận hành… Các vấn đề này có ảnh hưởngtrực tiếp đến việc vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cungcấp điện Muốn thực hiện được đúng đắn và hợp lý nhất, phải thu nhập vàphân tích đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện là sốliệu quan trọng nhất, đồng thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phương

án đã được đề ra về phương diện kinh tế và kỹ thuật Ngoài ra còn phải biết kết hợp các yêu cầu về phát triển kinh tế chung và riêng của địa phương, vận dụng tốt các chủ trương của nhà nước

Phương án điện được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu cầu sau:

 Đảm bảo chất lượng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép

 Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện cho phù hợp với yêu cầu của phụ tải

 Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa

 Có các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật hợp lý

Căn cứ vào trị số công suất tính toán cho từng khu vực và vị trí mặt bằng, phương án cấp điện cho xã trên như sau:

- Đặt một trạm biến áp cho thôn 1 , 2 , 4 :

Chọn máy biến áp BA – 400 – 35/0,4 do ABB chế tạo

- Đặt một trạm biến áp cho thôn 3, trạm xá, trường học,ủy ban, trạm bơm :

Chọn máy biến áp BA – 400 – 35/0,4 do ABB chế tạo

Trang 13

Kết quả chọn máy biến áp cho toàn xã.

Trang 14

Trang 15

CHƯƠNG IV : TÍNH NGẮN MẠCH

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng thường xảy ra trong

hệ thống cung cấp điện Tính toán ngắn mạch là một phần không thể thiếutrong các thiết kế cung cấp điện Các số liệu về tình trạng ngắn mạch là căn

cứ quan trọng để giải quyết các vấn đề như :[2]

 Lựa chọn thiết bị điện

 Thiết kế hệ thống bảo vệ rơle

 Xác định phương thức vận hành…

Mục đích của tính toán ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động cả

ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệthống Trong thực tế ngắn mạch 3 pha là nghiêm trọng nhất vì vậy người tacăn cứ vào dòng điện ngắn mạch 3 pha để lựa chọn các thiết bị điện

Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của hệthống điện quốc gia, nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệthống thông qua công suất ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn và coi hệthống có công suất vô cùng lớn Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụđiện cần tính toán hai điểm ngắn mạch sau :

N1, N2 : điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp trung gian để kiểmtra cáp và thiết bị cao áp của trạm

- Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức sau :

Xht = Sc Utb (Ω)

Trong đó :

Utb : điện áp trung bình trên đường dây, (kV)

Trang 16

Sc : công suất cắt của máy cắt,( kVA).

- Điện trở và điện kháng của đường dây :

R = n.r0.l , (Ω)

X = n.x0.l , (Ω)

Trong đó :

r0, x0 : điện trở và điện kháng của dây dẫn, (Ω/km)

l : chiều dài đường dây,

- Trị số dòng điện ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức:

ixk = 1,8 ixk IN , (kA)

Trong đó trị số IN và ixk được dùng để kiểm tra khả năng ổn định nhiệt

và ổn định động của thiết bị điện trong trạng thái ngắn mạch

Trang 17

CHƯƠNG V : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ

1 Tính toán chọn lựa dây dẫn dựa theo điều kiện phát nóng cho phép

Công thức xác định tiết diện theo Icp là:

Trang 18

K 1 K 2 I cp ≥ I tt

Trong đó:

- K1 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môitrường chế tạo và môi trường đặt dây

- K2 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đặt chung

- Icp là dòng phát nóng cho phép, nhà chế tạo cho ứng với từng loại dây,từng tiết diện dây

- Itt là dòng điện làm việc lớn nhất qua dây

Tính toán dây cáp từ trạm biến áp tới T1 :

P = Pthôn 1 + Pthôn2 + Pthôn3 + Pthôn4 + PỦy ban xã + Ptrạm xá + Ptrạm bơm + Ptrường học

= 535.7 (kW)

I tt = 3.√3.U cos φ Ptt = 121.3(A)

Vậy chọn dây ACO-300

Tính toán dây cáp T2 tới trạm bơm:

I tt = U cos φ Ptt = 155 (A)

Vậy chọn dây AC-25

Tính dây từ tủ phân phối 1 tới trạm xá:

I tt = √3.U cosφ Ptt = 89 (A)

Tính dây từ tủ T1 tới thôn 1:

Trang 19

I tt = 3.√3 Ud cos φ Ptt = 152(A)

I tt = 3.√3 Ud cos φ Ptt = 99(A)

I tt = 3.√3 Ud cos φ Ptt = 61(A)

I tt = 3.√3 Ud cos φ Ptt = 68(A)

Tính dây từ tủ T2 tới trường học:

I tt = 3.√3 Ud cos φ Ptt = 284(A)

Tính dây từ tủ T2 tới ủy ban xã:

I tt = 3.√3 Ud cos φ Ptt = 28,4(A)

Trang 20

2 Tính toán cầu chì, dao cách ly

Điều kiện chọn và kiểm tra dao cách ly:

Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

Điện áp định mức (kV) U đmDCL ≥ U đmLĐ

Dòng điện định mức (A) I đmDCL ≥ I cb

Dòng điện ổn định động (kA) I ôđđ ≥ I x

Dòng ổn định nhịêt (kA) I ođnh≥ I ∞√ tqd

tnh.dm

Dòng điện định mức của cầu chì (A) I đmcc ≥ I cb

Dòng cắt định mức của cầu chì (kA) I cđm ≥ I”

Công suất cắt định mức của cầu

chì(MVA)

S cđm ≥ S”

Trong bảng trên:

U đmLĐ - điện áp định mức của lưới điện (kV)

I cb - dòng điện cưỡng bức, nghĩa là dòng điện làm việc lớn nhất đi qua máy cắt, xác

định theo sơ đồ cụ thể

I ∞ ,I” - dòng ngắn mạch vô công và siêu quá độ, trong tính toán ngắn mạch lưới

cung cấp điện coi ngắn mạch là xa nguồn các trị số này bằng nhau và bằng dòngngắn mạch chu kì

I xk - dòng điện ngắn mạch xung kích,là trị số tức thời lớn nhất của dòng ngắn mạch:

Trang 21

I xk = 1,8.√2.I N S’’- công suất ngắn mạch

S’’= √3.Utb I’’

t nh.đm - thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo cho tương ứng với I nh.đm (I ođnh )

t qđ - thời gian quy đổi, xác định bằng cách tính toán và cha đồ thị Trong tính toán

thực tế lưới cung trung áp, người ta cho phép lấy tqđ bằng thời gian tồn tại ngắnmạch, nghĩa là bằng thời gian cắt ngắn mạch.Vậy:

I cđm = I nh.đmI ∞√ tc

tnh dm

Các thiết bị điện có I đm > 1000 (A) không cần kiểm tra ổn định nhiệt.

Tính toán máy cắt cho trạm áp phân phối 1500(kVA)-10/0,4(kV) cấp điện cho toàn Biết dòng ngắn mạch sau cầu chì trung áp I’’= 8 (kA).

Dòng cưỡng bức qua máy cắt chính là dòng định mức của biến áp với giảthiết không cho biến áp quá tải:

I cb = I đmB = 1,4.22.1500√3 = 28(A)

Thông số kỹ thuật của dao cách ly do ABB chế tạo

Loại dao cách ly U đm (kV) I đm (A) I Nmax (kA) I N3s (kA)

Thông số kỹ thuật của cầu chì ống do SIEMENS chế tạo

Loại cầu chì ống U đm (kV) I đm (A) I Nmax (kA) I N3s (kA)

Trang 22

3GD1 406-4B 24 32 31,5 27

Căn cứ dòng ngắn mạch đã cho, lập bảng kiểm tra bộ dao cách ly-CC

Trang 24

CHƯƠNG VI : NỐI ĐẤT

1 Nối đất tự nhiên

Nối đất tự nhiên là sử dụng các ống dẫn nước hay các ống làm bằng kim loạikhác (trừ các ống dẫn nhiên liệu lỏng và khí dễ cháy) đặt trong đất, các kết cấubằng kim loại của nhà cửa, các công trình có nối đất, các vỏ bọc kim loại của cápđặt trong đất làm trang bị nối đất

Khi tính toán trang bị nối đất cần phải tận dụng các vật nối đất tự nhiên cósẵn Điện trở nối đất tự nhiên của các vật nối đất tự nhiên được xác định bằng cách

đo lường thực tế tại chỗ hay lấy theo các tài liệu thực tế

2 Nối đất nhân tạo

Nối đất nhân tạo thường được thực hiện bằng cọc thép, ống thép, thanh thépdẹt hình chữ nhật hoặc thép góc dài 2 – 3 m chôn sâu xuống đất sao cho đầu trêncủa chúng cách mặt đất khoảng 0,5 – 0,7 m Nhờ vậy giảm được sự thay đổi củađiện trở nối đất theo thời tiết

Các ống thép hay thanh thép đó được nối với nhau bằng cách hàn với thanhthép nằm ngang đặt ở độ sâu 0,5 – 0,7 m Để chống ăn mòn, các ống thép đặt trongđất phải có bề dầy không được nhỏ hơn 3,5 mm các thanh thép dẹt, thép góc khôngđược nhỏ hơn 4 mm Tiết diện nhỏ nhất cho phép của thanh thép là 48 mm

Dây nối đất cần có tiết diện thoả mãn độ bền cơ khí và ổn định nhiệt, chịuđược dòng điện cho phép làm việc lâu dài Dây nối không được bé hơn 1/3 tiếtdiện dây dẫn pha, thường dùng thép có tiết diện 120 mm2, nhôm 35 mm2 hoặc đồng

25 mm2

Khi xảy ra ngắn mạch, bảo vệ rơle tương ứng sẽ cắt bộ phận hư hỏng hoặcthiết bị điện ra khỏi mạng điện.Sự xuất hiện điện thế trên trang bị nối đất chỉ có

Trang 25

tính chất tạm thời Xác suất xảy ra ngắn mạch chạm đất đồng thời với việc ngườitiếp xúc với vỏ thiết bị điện có mang điện áp rất nhỏ nên quy phạm không quy địnhđiện áp lớn nhất cho phép mà chỉ đòi hỏi ở bất kỳ thời gian nào trong năm điện trởcủa trang bị nối đất cũng phải thỏa mãn:

R đ ≤ 0,5 Ω

Trong mạng có dòng chạm đất lớn bắt buộc phải có nối đất nhân tạo trongmọi trường hợp không phụ thuộc vào nối đất tự nhiên, điện trở nối đất nhân tạokhông được lớn hơn 1 Ω

Vì vậy quy phạm quy định điện trở của trang bị nối đất tại thời điểm bất kỳtrong năm như sau:

Khi dùng trang bị nối đất chung cho cả điện áp dưới và trên 1000 V:

Rđ≤ 125 Id

Khi dùng riêng trang bị nối đất cho các thiết bị có điện áp trên 1000 V:

Rđ≤ 250 Id

Trong đó: - 125 và 250 là điện áp lớn nhất cho phép của trang bị nối đất

- Id là dòng điện tính toán chạm đất một pha

Trong cả hai trường hợp, điện trở nối đất không được vượt quá 10Ω

Đối với mạng điện có điện áp dưới 1000 V, điện trở nối đất tại mọi thờiđiểm trong năm không được vượt quá 4 Ω.Nối đất lắp lại của dây trung tính trongmạng 380/220 V phải có điện trở không quá 10 Ω

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	230,9 KB