BÀI THI KẾT THÚC MÔN CUNG CẤP ĐIỆN DÀNH CHO HỆ TRUNG CẤP TRỞ LÊN

k pt= P tb P đm Hệ số cực đại được tính với ca sản xuất có phụ tải lớn nhất, hệ số 2.5 Số thiết bị sử dụng hiệu quả: Giả thiết một nhóm thiết bị có công suất định mức và chế độ làm của n

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NÓI ĐẦU

Cung cấp điện là một ngành khá quang trọng trong xã hội loài người, cũng như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học

kĩ thuật nước ta hiện nay, trên con đường công nghiệp hóa hiện đạihóa của đất nước vì thế, việc thiết kế và cung cấp điện là một vấn

đề hết sức quang trọng, không thể thiếu đối với ngành điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về ngành điện nói riêng

Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được những thành tựu

to lớn trong phát triển kinh tế xã hội số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương mại, dịch vụ…, gia tăng nhanh

chóng, dẫn đến nhu cầu sử dụng năng lượng điện trong sản xuất vàsinh hoạt của người dân tăng lên và dựlà sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sữa chữa lưới điện nói chung, trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện là quang trọng

Nhằm giúp học viên củng cố kiến thức đã học ở trường ứng dụng vào việc thiết kế cụ thể

Chúng tôi xin chân thành cám ơn!

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 

1 Ý NGHĨA CỦA NGHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Năng lượng điện hay còn gọi là điện năng , hiện nay là một dạng năng lượng rất phổ biến và quan trọng đối với thế giới nói chung

và Việt Nam nói riêng điện năng sản xuất từ các nhà máy được truyền tải và cung cấp cho các hộ tiêu thụ trong việc truyền tải điện tới các hộ tiêu thụ việc thiết kế cung cấp điện là một khâu rất quang trọng trong thời đại hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ theo sự hội nhập của thế giới, đời sống xã hội của nhân dân được nâng cao, nên cần những tiện nghi trong cuộc sống,đòi hỏi mức tiêu thụ về điện năng cũng tăng cao do đó việc thiết

kế cung cấp điện là công việc không thể thiếu được trong xu thế phát triển hiện nay của đất nước

Như vậy một đề tài nghiên cứu về thiết kế cung cấp điện cần thỏamãn các yêu cầu sau:

Độ tin cậy cung cấp điện: mức độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải với công trình quang trọng cấp quốcgia phải đảm bảo liên tục cung cấp điện ở mức cao nhất những đốitượng như nhà máy, xí ngiệp, tòa nhà cao tầng…., tốt nhất là dùng máy phát điện dự phòng khi mất điện sẽ dùng máy phát

Chất lượng điện: được đánh giá qua hai tiêu chỉ tiêu tần số và điện áp , điện áp trung và hạ chỉ cho phép sai số trong khoảng 5% đến 10% do khâu thiết kế đảm nhiệm còn chỉ tiêu tần số do cơ quang điện lực quốc gia điều chỉnh

An toàn điện: công trình cung cấp điện phải có tính an toàn cao cho người vận hành, người sử dụng thiết bị và cho toàn bộ công trình

Kinh tế: trong quá trình thiết kế ta phải đưa ra nhiều phương án rồi chọn lọc trong các phương án đó đưa ra một phương án có hiệu quả kinh tế cao nhất

SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TRÌNH TÍNH TOÁN

Cho biết : Nhà tập thể cao 4 tầng và một hầm

mỗi tầng có 6 phòng mỗi phòng có diện tích là 4x20m2 Trong phòng gồm những thiết bị sau :

và được tính như sau:

P đ=P đm

❑

Trong đó:

: hiệu suất định mức đông cơ

Thường = 0.8 ÷0.95, để đơn giản lấy Pd = Pđm

1.2 Công suất đặt

a Thiết bị chiếu sáng: công suất đặt là công suất ghi trên đế hoặc đầu bóng đèn, đây là công suất tiêu thụ của thiết bị khi điên áp là định mức

b Động cơ điện: các động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như cầu trục, máy nâng hạ, công suất định mức sử dụng khi tính toán phải đc quy đổi về công suất định mức khi máy làm việc ở

P đ ≈ P=P đm=P đm√ε đm

c Máy biến áp hàn: chế độ làm việc của máy biến áp hàn là chế

độ làm việc ngắn hạn lặp lại phải quy đổi về công suất làm việc dàihạn của máy biến áp trước khi tính toán

Đối với một phụ tải

P: công sất tác dụng của phụ tải (KW)

Q: công suất phản kháng của phụ tải (KVAR)

(KWh)

sát (KWVAh)

t: thời gian khảo sát (h)

Đối với một nhóm phụ tải:

Phụ tải trung bình theo dòng điện:

1.6 Phụ tải tính toán:

Phụ tải tính toán là phụ tải được giả thiết lâu dài không đổi, giốngphụ tải thực tế (biến thiên) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất phụ tải tính toán làm nóng dây đẫn đến nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất màphụ thải thực tế (biến thiên) gây ra Lựa chọn thiết bị theo phụ tải tính toán có thể an toàn cho các thiết bị trong các điều kiện vận hành Quan hệ giẵ phụ tải tính toán và các phụ tải khác được thể hiện qua bất đẳng thức:

P tb ≤ P tt ≤ P max

Hằng số thời gian phát nóng của các vật liệu dẫn điên đặt trong không khí, dưới đất đều dao động quanh trị số 30 phút Trị số phụ

tải trung bình lớn nhất trong khoảng 30 phút được sử dụng làm phụtải tính toán.

Hệ số phụ tải hay hệ sồ mang tải là tỷ số giữa phụ tải thực tế tiêu

tải được xét trong khoảng thời gian nào đó và phụ tải trung bình trong khỏng thời gian đó

k pt= P t

P đm

k pt= P tb

P đm

Hệ số cực đại được tính với ca sản xuất có phụ tải lớn nhất, hệ số

2.5 Số thiết bị sử dụng hiệu quả:

Giả thiết một nhóm thiết bị có công suất định mức và chế độ làm

của nhóm thiết bị đây là một số quy đổi gồm một số có n thiết bị

có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực của n thiết bị tiêu thụ số thiết bị sử

hoặc đường cong tính toán cho trước.

Bước 1: xác định số n thiết bị, và tổng công suất ứng với n thiết bị

Bước 2: xác định số thiết bị quy đổi và công suất quy đổi về cùngchế độ làm việc

công suất của thiết bị có công suất lớn nhất

Sau khi tính n*, p* tra đồ thị hoặc tra bảng ta được số thiết bị làm

Đối với một hệ thống cung cấp điện cụ thể ngoài việc tính toán chính xác phụ tải điên, các cấp điên áp của hệ thống, còn phải tính đến tổn thất công suất và tổn thất điện áp trong hệ thống tổn thất công suất chủ yếu xảy ra trên dây dẫn và máy biến áp

Phụ tải của hệ thống cung cấp điện được tính từ thiết bị dùng điệnngược về nguồn, tiến hành tính toán từ cấp điện áp thấp đến cấp điện áp cao nhất của hệ thống cung cấp điện

Mục đích tính toán phụ tải điện nhằm để

Chọn tiết diện dây dẫn lưới cung cấp và phân phối

Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

Chọn tiết diện thanh dẫn của tram phân phối

Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

2 Các phương pháp tính toán phụ tải:

2.1 Công suất đặt và hệ số nhu cầu:

nhóm thiết bị ( KW, KVA, KVAR)

Nếu hệ số công suất của nhóm thiết bị không giống nhau,phải tính hệ số công suất trung bình

cos φ tb=P1cos φ1+P2cos φ2+…+P n cosφ n

P1+P2+…+P n

Phụ tải tính toán tại các điểm nút của hệ thống cung điện được xác định bằng tổng phụ tải tính toán của các thiết bị nối đến điểm này

Ưu điểm: đơn giản, tính toán thuận tiên, được sử dụng rộng rãi…

tra trong sổ tay không chính xác

2.2 Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất:

Phương pháp này cho kết quả gần đúng Sử dụng để tính toán phụtải cho các phân xưởng có mật độ máy phân bố tương đối đều (xưởng dệt, gia công cơ khí… )

P tt=P0F , KW

Trong đó

P0 là suất phụ tải tính toán trên một dơn vị diên tích sản xuất (m2),

o Khi n ≤3 và n hp< 4 thì P ttđược xác định như:

k mm: hệ số mở máy động cơ

sau:

3.2 Đối với một nhóm máy :

Dòng điện khởi đông chỉ xuất hiên khi động cơ có dòng điện động nhất trong nhóm máy khởi động và các động cơ khác đang làm việc bình thường

I đn=I mmmax+ ¿

Trong đó:

Immmaxx: dòng điện mở máy động cơ có công suất lớn nhất và hệ số

Iddmmaxx : dòng điện định mức của động cơ có dòng điện mở máy lớn nhất được quy đổi về chế độ làm việc liên tục

Phụ tải tính toán cho bệnh viên.

Ptt = Po.n

Với n là số giường bệnh

ha

sau:

Công suất của máy bơm được xác định như sau:

Xác định công suất điện để bơm (tưới) nước cho N ha

Po = Ptuoi.N

Với N là diện tích cần tưới nước

Kt là hệ số tải của từng mấy

=1)

Xác định phụ tải tính toán cho khu nhà tập thể…

Đối với đề tài được giao là:

Cho biết : Nhà tập thể cao 4 tầng và một hầm

Phụ tải phục vụ công công 15 KW

Nhóm chúng tôi sẽ chia phụ tải tính toán cho khu nhà tập thể thành 3 loại (phụ tải tầng hầm, phụ tải tiêu dùng cá nhân trong mỗi phòng, và phụ tải phục vụ cho công cộng)

ta có công thức: Phầm = P0.hầm.S hầm

= 10.600 =6000W = 6KW

o Tổng công suất của mỗi phòng

 Phụ tải phụ vụ công công là : Pcc = 15KW

có công suất (sơ bộ) khoảng 200 đến 250 KVA đặt tại tầng hầm của khu nhà ở tập thể Để đảm bảo tình liên tục cung cấp điện chocác công phụ tải phục vụ công cộng sẽ có một máy phát điện dự phòng

TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO KHU NHÀ TẬP THỂ

thành cấp điện áp 10 KV hay 6 KV , có khi xuống tới 0,4 KV

- Trạm biến áp phân xưởng :

trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành các cấp điện áp thích

hợp phục vụ cho tải là các xưởng , xí nghiệp , nhà cao tầng … phía sơ cấp thường là

10 KV, 6 KV , 15KV hoặc 35 KV Còn phía thứ cấp có các loại điện áp 220/127V;

380/220V hoặc 660KV

về phương điện cấu trúc người ta chia trạm biến áp ra thành nhiều kiểu :

- Trạm biến áp trong nhà

- Trạm biến áp ngoài trời

1.2 trạm biến áp và dung lượng máy biến áp.

Khi chọn vị trí số lượng biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánh kinh tế , kĩ thuật

Nhìn chung , vị trí của trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu chính sau đây:

- An toàn liên tục cung cấp điện

- Vốn đầu tư bé nhất

- Ít tiêu tốn kim loại màu nhất

- Các khí cụ và thiết bị phải tương đồng với nhau …

- Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất

ít chủng loại để

Giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng

- Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản , chú ý đến sự phát triển của phụ tải sau này

hành so sánh kinh tế-kĩ thuật ngay khi xác định các phương án cung cấp điện Số lượng và công suất máy biến áp được xác định theo các tiêu chuẩn kinh tế kĩ thuật sau:

- Trạm biến áp phải an toàn , liên tục cung cấp điện , tổn hao thấp

- Vốn đầu tƣ thấp

- Chi phí vận hành hang năm thấp

Ngoài ra cần lưu ý đến việc ;

- Tiêu tốn ít kim loại màu

- Các thiết bị khí cụ phải được nhập dễ dàng vv…

- Dung lượng máy biến áp cung cấp cho khu tập nên đồng nhất ít chủng

loại để giảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng

- Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản , chú ý đến việc phát triển của phụ tải sau

này

2 ch n s l ọn số lượng và dung lượng máy biến áp ố lượng và dung lượng máy biến áp ượng và dung lượng máy biến áp ng và dung l ượng và dung lượng máy biến áp ng máy bi n áp ến áp

Để xác định dung lượng trạm biến áp thì người ta căn cứ vào phụ tải của toàn công

trình công suất của trạm được xác định như sau:

Tổn hao diện năng được xác định theo công thức :

∆AMBA = ∆ P0' .t + ∆ P ' N

(S pt

S đm)2τ

Với:

Spt ; Sđm là công suất phụ tải,

công suất định mức của MBA

∆ P0' ; là tổn thất công suất tác dụng không tải của MBA có cả phầntổn thất do công suất phản kháng gây ra.

∆ P0' = ∆P0 + kkt.∆Q0

kkt : hệ số dung lượng kinh tế thường chọn kkt =0,05 (KW/KVA).

gây ra được ghi trên nhãn máy

∆Q0 = I0% S đmMBA

SđmMBA là dung lượng định mức của máy biến áp

áp Kể cả công suất phản kháng gây ra

∆ P ' N = ∆ P N+ kkt.∆ Q N

Với: kkt : hệ số dung lượng kinh tế thường chọn kkt =0,05

(KW/KVA)

∆ Q N= U N % S đmMBA

máy

kkt : hệ số dung lượng kinh tế thường chọn kkt =0,05 (KW/KVA).

t là thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t=8760 giờ

:thời gian tổn thất công suất lớn nhất

τ = (0.124 = Tmax.10−4)2 8760

τ = (0.124 = Tmax.10 −4)2 8760

¿ > ¿ τ = 3411 giờ

Chúng tôi dự định sẽ kéo vào khu nhà tập thể dường dây điện 35KV, và lựa chọn 1 trong ba phương án sau để xây dựng trạm biến áp

2.1:phương án1

Dùng 1 máy biến áp 3 pha có dung lượng là: 200 KVA do ABB chế tạo mức hiệu chỉnh là 5%

- Có các thông số kĩ thuật sau:

Công suất định mức : 200 KVA

 Điện áp định mức: 35/0.4 KV

∆ P0' = ∆P0 + kkt.∆Q0

= 0.6 + 0.05.(16) = 1.4 KW

Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng S 200

KVA trong một năm

Công suất định mức: SđmMBA = 250 KVA

Điện áp định mức :35/0.4 KW

Các tổn hao trên máy biến áp được tính như sau:

Với các thông số trên ta áp kiểm tra các tổn thất của MBATổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch :

∆ Q N= U N % S đmMBA

100 =4.5 (250)100 = 11.25 KVAR

Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch :

∆ P ' N=∆PN + kkt.∆QN = 4.1 + 0.05.(11.25) =4,66 KWTồn thất công suất phản kháng trong MBA:

∆ Q0= I % S đmMBA

100 = 8.(250)100 = 20 KVARTổn thất công suất không tải kể cả phần tổn thất do công suất phản kháng gây ra

∆ P0' = ∆P0 + kkt.∆Q0 = 0.68 + 0.05.(20) = 1.68 KW

Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng S 250

KVA trong một năm

-Các thông số của MBA như sau:

Công suất định mức của máy : 100 KVA

Điện áp định mức đến 35/0.4 KW

Điện áp ngắn mạch : UN % 4.5

Tương tự như trên ta khảo sát thực tế các tổn hao của MBA có dung lượng

100 KVA như sau:

∆ Q N= U N % S đmMBA

100 =4.(100)100 = 4 KVAR

Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch :

∆ P ' N=∆PN + kkt.∆QN = 1.258 + 0.05.(4) = 1.458 KWTồn thất công suất phản kháng trong MBA:

∆ Q0= I % S đmMBA

100 = 8.(100)100 = 8 KVARTổn thất công suất không tải kể cả phần tổn thất do công suất phản kháng gây ra

∆ P0' = ∆P0 + kkt.∆Q0 = 0.205 + 0.05.(8) = 0.605 KW

Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng S 100

KVA trong một năm

∆AMBA1 = ∆ P0' .t + ∆ P ' N

(S pt

S đm)2τ

= 0.605.(8760) + 1.458.(182.9100 )2.3411 = 21954.2 KWh

Số tiền chi trả cho tổn thất trong năm với giá điện là

Dùng 1 máy biến áp 3 pha có dung lượng là : 250 KVA do ABB chế tạo mức hiệu chỉnh là 5%

- Có các thông số kĩ thuật sau:

ĐIỆN DỰ PHÒNG:

Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho khu nhà ở tập thể nhóm chúng tôi quyết định lắp thêm cho mạng điện một máy phát điện dự phòng

1 lập sơ đồ cung cấp điện cho trạm biến áp có máy phát điện

dự phòng:

Khi thiết bị được cung cấp từ những nguồn xoay chiều máy biến

áp trung, hạ áp hoặc máy phát điện hạ áp, vấn đề khó khăn là đảm bảo sự hoạt động tốt của hệ thống bảo vệ với các nguồn khác nhau.cốt lõi của vấn đề này là sự khác nhau rất lớn giữa tổng trở của các nguồn Tổng trở của máy phát lớn hơn nhiều tổng trở của máy biến

áp

Hầu hết các lưới điện công nghiệp và thương mại lớn đều gồm một số tải quan trọng mà nguồn phải duy trì trong trường hợp luới điện quốc gia gặp sự cố như:

Các hệ thống an toàn (chiếu sáng sự cố, thiết bị chữa cháy tự

ta có sơ đồ mạch cung cấp điện sử dụng trạm biến áp và máy phát điện dự phòng

2 lựa chọn máy phát điện

Lựa chọn chọn máy phát dự phòng phụ thuộc vào tính chất mạng điện cần cung cấp ;

- Địa điểm hoạt động

- Tổng công suất tải lắp đặt

- Độ nhạy của các mạng điện đối với gián đoạn điện

- Độ sẵn sàng của mạng lưới phân phối

Để chọn chính xác máy phát điện theo lý thuyết thì phải qua nhiều bước tính toán như tính toán công suất biểu kiến, dòng điện danh nghĩa, hệ số tiêu dùng…, trước khi chọn máy phát điện chúng

ta cần tính toán tất cả công tác dụng (kW) sau đó quy đổi ra công suất biểu kiến (kVA) Việc tính toán đúng công suất cũng rất quan trọng nhằm tránh quá tải nếu chọn công suất máy nhỏ hơn công suất tải Nếu chọn công suất máy lớn hơn nhiều so với công suất tải thì sẽ gây lãng phí

Chọn máy phát điện mới 100% ta có hệ số tải an toàn là 1.1 tức làxác định công suất máy phát dự phòng bằng cách nhân công suất tải cho hệ số tải an toàn