Thiết kế cung cấp điện cho xã nông nghiệp

Cung cấp điện là một vấn đề quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và nâng cao trình độ dân trí.Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển rất ạnh mẽ Trong đó,công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện năng rất lớn.Nước ta dang trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hôi chủ nghĩa,xây dựng một nên công nghiệp hiện đại làm nền tảng để phát triển kinh tế đất nước. Việc sản xuất và tiêu dùng điện năng ngày một phát triển ,nó có tác động qua lại tới nhiều vấn đề lớn của xã hội như phát triển kinh tế ,dân số,chất lượng cuộc sống,trình độ công nghệ,mức độ công nghiệp hóa.Nước ta đang trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa.Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì điện năng là một trong những thành phần cơ sở hạ tầng của mọi thành phần xã hội do đó điện năng là phải luôn đi trước đón đầu sự phát triển của các ngành kinh tế cũng như xã hội để đáp ứng như cầu sử dụng không những của hiện tại mà phải tính cả cho tương lai.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Khoa Điện

BÀI TẬP LỚN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN

XÃ NÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN VĂN HÙNG

Sinh viên thực hiên : ĐẶNG VĂN HUY

Mã sinh viên : 0941040509

Lớp : Điện CLC

Khóa : K9

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Cung cấp điện là một vấn đề quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và nâng caotrình độ dân trí.Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển rất ạnh mẽ

Trong đó,công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện năng rất lớn.Nước ta dang trongquá trình hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hôi chủ nghĩa,xây dựngmột nên công nghiệp hiện đại làm nền tảng để phát triển kinh tế đất nước

Việc sản xuất và tiêu dùng điện năng ngày một phát triển ,nó có tác động qua lại tớinhiều vấn đề lớn của xã hội như phát triển kinh tế ,dân số,chất lượng cuộc sống,trình độcông nghệ,mức độ công nghiệp hóa.Nước ta đang trong quá trình hội nhập vào nền kinh tếtoàn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa.Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đấtnước thì điện năng là một trong những thành phần cơ sở hạ tầng của mọi thành phần xãhội do đó điện năng là phải luôn đi trước đón đầu sự phát triển của các ngành kinh tế cũngnhư xã hội để đáp ứng như cầu sử dụng không những của hiện tại mà phải tính cả chotương lai

Do đó,để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần phải có biện pháp nâng cấp sửa chữa nguồnđiện cũ,xây dựng nguồn điện mới,cải tạo các đường dây cấp điện.Trước những yêu cầuthực tiễn khách quan trên chúng em đã xây dựng và thiết kế hệ thống cung cấp điện chomột xã ở trên

Trang 3

CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1 Phụ tải thủy lợi.

Dự định đặt 2 máy bơm 75 kW ( 3000 m3/h) và 1 máy bơm 33 kW ( 1000 m3/h) Kiểm tra lại mức tiêu nước của 3 máy bơm trong 3 ngày :

( 2.3000 + 1.1000 ) 72 = 504.103 m3 > 500.103 m3

Vậy đặt 2 máy bơm 75 kW và 1 máy bơm 33 kW cho trạm bơm cấp xã là hợp lí

Trong những ngày úng, các máy bơm làm việc hết công suất, vậy:

1.2 Phụ tải chăn nuôi.

Có 500 đầu lợn cần dung 3 máy thái rau mỗi máy 1,7 kW; 1 máy nghiền thức ăn 4,5 kW; 3 máy bơm loại 2,8 kW Công suất cần cấp cho trại chăn nuôi là :

6 1

Trang 4

Thay số ta được : Ptt2 = 0,85.0,9.( 3.1,7 + 1.4,5 + 3.2,8) + 12.0,1= 14,1 (kW)



2 2

14,1

16, 2

tt tt

1.4 Phụ tải bách hóa, trụ sở xã, trạm xá, trường học.

Công thức tính : Ptt = P0 S N trong đó : P0 : Công suất trên 1 m2 , kW

6

tt tt

Trang 5

 Ptt42 = 20.10-3 400 1 = 8 (kW)



42 42

8

tt tt

1,8

tt tt

5,3

tt tt

P



1.5 Phụ tải sinh hoạt của các thôn.

Để xác định phụ tải tính toán khu vực sinh hoạt gia đình cho các thôn, tốt nhất là dùng suất phụ tải cho một hộ gia đình P0,W/hộ Do là 1 xã nông thôn nên lấy P0 = 1,2 kW/hộ

1.5.1 Thôn 1 : bao gồm 500 hộ, thay số ta được :

 Ptt51 = 1,2 500 = 600 (kW)



51 51

600

tt tt

Trang 6

210

tt tt

240

tt tt

P

 

1.6 Phụ tải chiếu sáng công cộng.

Do là 1 xã nông thôn nên phần chiếu sáng công cộng ta sử dụng suất phụ tải chiếu sáng

40

tt tt

Trang 9

CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN

 Chọn MBA - 800 -35/0,4 do ABB chế tạo tại Việt Nam

-Đặt 1 TBA T2 cho thôn 2, trại chăn nuôi,trạm xay sát

do ∑Stt=523,8 KVA

-Đặt 1 TBA T3 cho thôn 3 và thôn 4

do ∑Stt= 1058,8 KVA

-Đặt 1 TBA T4 cho trạm bơm , chiếu sáng công cộng

do ∑Stt=275,85 KVA

Trang 10

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

Bảng chọn MBA

Khu vực S(kVA)tt S(kVA)đmba Số máy Tên

trạm

LoạitrạmThôn1,bách

Trang 11

Sơ đồ bố trí trạm biến áp và mạng cao áp toàn xã

thôn 3

thôn 2

1

23

4567

thôn 1 thôn 4

35kv C2

C3 C4 C5

T2 T4

BATG 110/35 C1

Các trạm biến áp đặt vào trung tâm của các khu vực, sao cho bán kính cấp điện là nhỏ nhất ( 1 ≤ 500 m ) Vì điều kiện nông thôn cho phép, các trạm đều dùng loại bệt, máy biến áp đặttrên bệ xi măng ngoài trời, tủ phân phối đặt trong nhà, xây mái bằng, trạm có tường bao quanh

Phía cao áp, các trạm dùng cầu chì tự rơi và đặt chống sét van, phía hạ áp, đặt tủ phânphối, trong tủ có Aptomat tổng và các Aptomat nhánh Vì các lộ 0,4 kV đi ra là đường dây trên không, nên trong các tủ phân phối cho các khu vực đều được đặt chống sét van

Trang 13

Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho toàn xã

2.2.2 Phương án 2: Đặt 3 trạm biến áp.

-Đặt 1 trạm biền áp T1 cho thôn 1 , bách hóa , trụ sở xã, trường học, trạm xá

-Đặt 1 TBA T2 cho thôn 2, trại chăn nuôi,trạm xay sát,và thủy lợi, chiếu sáng côngcộng

 Chọn MBA - 800-35/0,4 do ABB chế tạo tại Việt Nam

-Đặt 1 TBA T3 cho thôn 3 và thôn 4

Kết quả chọn máy biến áp cho toàn xã

Bảng chọn MBA

Trang 15

thôn 3

thôn 2

1

23

4567

thôn 1 thôn 4

35kv C2

Các trạm biến áp đặt vào trung tâm của các khu vực, sao cho bán kính cấp điện là nhỏ nhất (

1 ≤ 500 m ) Vì điều kiện nông thôn cho phép, các trạm đều dùng loại bệt, máy biến áp đặt trên bệ xi măng ngoài trời, tủ phân phối đặt trong nhà, xây mái bằng, trạm có tường bao quanh

Phía cao áp, các trạm dùng cầu chì tự rơi và đặt chống sét van, phía hạ áp, đặt tủ phânphối, trong tủ có Aptomat tổng và các Aptomat nhánh Vì các lộ 0,4 kV đi ra là đường dây trên không, nên trong các tủ phân phối cho các khu vực đều được đặt chống sét van

Trang 16

Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho toàn xã

2.3 Đánh giá lựa chọn phương án cấp điện tối ưu

Trang 17

Với dòng điện này, dù xác định tiết diện theo phương án nào đều rất bé Vậy chọn dây AC với tiết diện tối thiểu : AC – 35 ( ro=0,85(Ώ/km), Xo=0,4 (Ώ /km) )

a.Tính tổn thất trên hệ thống đường dây

* Tổn thất trên cáp C1

Công suất trên cáp C1: S=1860,97 +j1177,7

Cáp C1 có chiều dài 500m điện trở r0= 0,85 Ω/km,km, x0 =0,4Ω/km,kmTổn thất công suất tác dụng trên cáp:

∆P0=P2+ Q2

U2 r0.L=

1860,97 2 + 1177,7 2

352 .0,85.0,5=1682,7 WTổn hao công suất phản kháng:

Tổng công suất của cả hai trạm T2 và T3 là: S=1528,275+j953

Chiều dài dây cáp C2 là 250 m có r0= 0,85 Ω/km,km, x0 =0,4Ω/km,km

Tổn thất công suất tác dụng trên cáp:

∆ U = P r0.L+Q x0.L

1528,275.0,85 0,25+953.0,4 0,25

Trang 18

 Tổn thất trên cáp C3:

Tổng công suất của trạm T2 là: S=900+j539,8

∆Q0=P2+ Q2

U2 .x.L=

900 2 +539 2

352 .0,4.0,25=89,8 VArTổn hao điện áp:

Tổng công suất của trạm T3 là: S=628,275+j433,2 kVA

∆Q0=P2+ Q2

U2 .x.L=

628,275 2 + 433,2 2

352 .0,4.0,25=47,5 kVArTổn hao điện áp:

Trang 19

Tổng công suất phụ tải của trạm T1 là: S tt=730,7 kVA

Thông số của máy biến áp T1

Tổng công suất phụ tải của trạm T2 là: Stt=799,5 kVA

Trang 20

Công suất trên cáp C1: S=1860,97 +j1177,7

Cáp C1 có chiều dài 500m điện trở r0= 0,85 Ω/km,km, x0 =0,4Ω/km,km

Trang 21

∆P0=P2+ Q2

U2 r0.L=

1860,97 2 + 1177,7 2

352 .0,85.0,5=1682,7 WTổn hao công suất phản kháng:

Tổng công suất của cả hai trạm T2 và T3 là: S=1528,275+j953

∆Q0=P2+ Q2

U2 .x.L=

1528,275 2 + 953 2

352 .0,4.0,25=264,8 WTổn hao điện áp:

Tổng công suất của trạm T2 là: S=900+j539,8

Trang 22

∆Q0=P2+ Q2

U2 .x.L=

900 2 +539 2

352 .0,4.0,25=89,8 VArTổn hao điện áp:

Tổng công suất của trạm T3 là: S=628,275+j433,2 kVA

Tổng công suất của trạm T4 là: S=223+j162,2 kVA

Trang 23

Tổng công suất phụ tải của trạm T2 là: Stt=799,5 kVA

S đm (kVA) U đmC/U đmH ∆ P0 (kW) ∆ P N (kW) U N (%) I N(%)

Tổn hao công suất:

Trang 24

S đm (kVA) U đmC/U đmH ∆ P0 (kW) ∆ P N (kW) U N (%) I N(%)

Tổn hao công suất:

- Tổn hao dọc trục ∆P0=0,8 kW

Trang 25

+ Công suất phản kháng: ∆Q = 30,32 kVAr

Ta thấy phương án hai có tổng tổn thất công suất nhỏ hơn phương án một vậy ta lựa chọn phương án hai

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH , CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ

ĐIỆN

3.1 Đặt vấn đề.

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng thường xảy ra trong hệ thống cung cấpđiện Tính toán ngắn mạch là một phần không thể thiếu trong các thiết kế cung cấpđiện Các số liệu về tình trạng ngắn mạch là căn cứ quan trọng để giải quyết các vấn

đề như :

- Lựa chọn thiết bị điện

- Thiết kế hệ thống bảo vệ rơle

- Xác định phương thức vận hành…

Trang 26

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 hệ thống.Trong thực tế ngắn mạch 3 pha là nghiêm trọng nhất vì vậy người ta căn cứ vàodòng 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 hệ thống điệnquốc gia, nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống thông qua côngsuất ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn

Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện cần tính toán hai điểm ngắn mạchsau :

N1, N2 : điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp trung gian để kiểm

tra cáp và thiết bị cao áp của trạm

3.2.Thiết kế mạng trung áp.

3.2.1 Sơ cấu trúc mạng trung áp.

Trang 27

3.2.2 Lựa chọn dây dẫn và khí cụ điện trong mạng trung áp.

a) Lựa chọn dây dẫn

* Cơ sở lý thuyết

Dây dẫn là một thành phần không thể thiếu trong tất cả các mạng điện Lựa chọn dâydẫn rất quan trọng phải đảm bảo được khả năng chịu tải tổn hao điệ áp ít và phù hợp vớiđiều kiện kinh tế

- Lựa chọn dây dẫn theo Jkt

+ Căn cứ vào trị số Tmax ta tra bảng tìm ra Jkt

+ Nếu đường dây cáp cấp điện cho các phụ tải có Tmax khác nhau ta phải tính giá trị

Hồng Quang)Loại dây Tmax

Trang 28

- Lựa chọn dây cáp theo tổn hao điện áp∆Ucp.

+ Cho một giá trị x0 xác định được tổn hao điện áp phản kháng:

∆Ux=x0 L.Q

Uđm

+ Xác định tổn hao điện áp tác dụng:

∆Ur= ∆Ucp-∆Ux

+ Xác định tiết diện dây dẫn F:

- Lựa chọn dây dẫn theo điều kiện dòng phát nóng

+ Xác định dòng điện tính toán của dây dẫn I tt

+ Lựa chọn dây dẫn theo công thức:

k1 k2 Icp≥ Itt

Trong đó:

k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp,

k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi trong một rãnh

+ Thử lại với theo điều kiện kết hợp vói thiết bị bảo vệ

 Bảo vệ bằng aptomat

Trang 29

IkđđtA: Dòng điện khởi động điện từ của aptomat ( chính là dòng điện chỉnh định

để aptomat cắt ngắn mạch)

IkđđtA: Dòng điện khởi dông điện nhiệt của aptomat ( chính là dòng điện tácđộng của rơle nhiệt để cắt quá tải)

Chú ý: Phương pháp này chỉ áp dụng cho mạng hạ áp đô thị, khu công nghiệp

Theo như đã nói ở chương trên tất cả các dây cáp ta đã lựa chọn dây cáp AC-35

Bảng thông số của cáp:

nguồn có Sc =2500 MVA Từ điểm đấu A về đến các trạm biến áp 35/0,4 dùng dây AC-35

Từ BATG của huyện về đến điểm đấu A, dài 3 km, dây AC-70, máy cắt đầu

A

H

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế

để tính dòng ngắn mạch phía trung áp

Trang 30

b) Lựa chọn khí cụ điên trung áp.

* Cơ sở lý thuyết

- Lựa chọn dao cách ly

Ta lựa chọn dao cách ly theo các điều kiện sau

Ta tính toán ngắn mạch tại điểm N1

Công suất cắt của máy cắt đầu nguồn là 2500MVA

Tổng trở của dây AC-70

Dây AC-70 có chiều dài 3 km và có r0=0,46 Ω/km,km , x0=0,4 Ω/km,km

Zac-70=1,38+j1,2 Ω

Trang 31

- Lựa chọn cầu chì tự rơi CCTR1.

Công suất của trạm biến áp T1 là 730,7 kVA

Trang 32

Tra sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV của Ngô Hồng Quang ta chọn cầu chì tự rơi do hang CHANCE chế tạo.

Tên cầu chì tự rơi U đm (kV) I đm (kA) I NM (kA)

Công suất của trạm biến áp T2 là 799,5 kVA

Công suất của trạm biến áp T3 là 1058,8kVA

Trang 33

- Lựa chọn thanh cái.

Ta lựa chọn thanh cái theo các điều kiện sau:

k1 k2 Icp≥ Itt

σcp≥ σtt

Trong đó:

Trang 34

k1=1:Thanh góp đặt thẳng đứng.

k1=0,95:Thanh góp đặt ngang.

k2:Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.

σcp:Ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp.

σcp=700 kG/km, cm 2 với thanh góp bằng nhôm

W: Mômen chống uốn của thanh dẫn, kG.m

Trang 35

b) Tính toán lựa chọn.

- Lựa chon aptomat AT1

Dòng điện chay qua AT1 là:

Itt=S

√3.0,4=

730,7

√3 0,4=1054 A

+ Tính toán ngắn mach tại N5

Tổng trở máy biến áp T1 quy về hạ áp:

Trang 36

aptomat do Merlin Gerin chế tạo có các thông số sau:

Itt=S

√3.0,4=

799,5

√3 0,4=1153 A

Tổng trở máy biến áp 2 quy về hạ áp:

Trang 37

Tra sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV của Ngô Hồng Quang ta chọn

Itt=S

√3.0,4=

1058,8

√3 0,4=1528 A

Tổng trở máy biến áp T3 quy về hạ áp:

Trang 38

Itt=S

√3.0,4=

705,9

√3 0,4=1018,8 A

Dòng ngắn mạch tại N8 có trị số không lớn vì ngắn mạch xa nguồn

Trang 39

- Lựa chon aptomat AT12.

Itt=S

√3.0,4=

7,1

√3 0,4=10,24 A

Itt=S

√3.0,4=

9,4

√3 0,4=13,56 A

Dòng điện chay qua AT14là:

Itt=S

√3.0,4=

2,1

√3 0,4=3,03 A

Trang 40

Tên aptomat U đm (kV) I đm (kA) I N (kA)

Itt=S

√3.0,4=

6,2

√3 0,4=8,95 A

Itt=S

√3.0,4=

494,1

√3 0,4=713,17 A

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	1,1 MB