Đồ án Thiêt kế cung cấp điện cho khu dân cư Phú Mỹ Hưng

LỜI CẢM ƠN  Lời cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Quyền Huy Ánh tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án Để đồ án đạt tin độ , bên cạnh nổ lực thân động viên khích lệ gia đình bạn bè nguồn cổ vũ tinh thần quý báu Em xin chân thành gởi đến toàn thể thầy cô khoa Điện-Điện Tử , thầy cô tận tình dạy dỗ em suốt thời gian qua lời cảm ơn chân thành giảng dạy cho em suốt thời gian ngồi ghế giảng đường , kiến thức quý báu tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án bảo đảm tín độ Cuối em xin chúc quý thầy cô có nhiều sức khoẻ , để tiếp tục cống hiến nhiều nửa cho nghiệp giáo dục  Sinh viên thực Hoàng Văn Phước LỜI NÓI ĐẦU  Trong công xây dựng phát triển đất nước , theo hướng công nghiệp hoá đại hoá điện đóng vai trò quan trọng Khi xây dựng thành phố , khu kinh tế , xí nghiệp khu dân cư … vấn đề thiết kế hệ thống cung cấp điện không kể đến Để đảm bảo cho việc sử dụng điện an toàn đạt hiệu cao kinh tế , đòi hỏi người thiết kế cung cấp điện phải có đầy đủ kiến thức kỷ lónh vực cung cấp điện Để đào tạo đội ngũ lao động vừa nắm vững kỷ chuyên môn vừa thông thạo kỷ thực hành , giáo dục trường Đại học , Cao đẳng , Trung học … quan trọng Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ trường đào tạo đội ngũ đáp ứng nhu cầu xã hội Với kiến thức tiếp thu nhà trường , nổ lực thân hướng dẫn tận tình thầy Quyền Huy nh , thầy cô khoa ĐiệnĐiện Tử giúp em hoàn thành đề tài Tuy nhiên lần thiết kế nên không tránh khỏi sai sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đề tài hoàn thiện  Sinh viên thực Hoàng Văn Phước MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu khu quy hoạch………………………………………………………………………………………… 1.1.1.Vò trí đòa lý, diện tích đặc điểm khu quy hoạch ……………………………………… 1.1.2 Đòa hình , hệ thống giao thông khu quy hoạch………………………………………… 1.2 Đặc điểm hệ thống điện hữu……………………………………………………………………………… 1.2.1 Nguồn điện …………………………………………………………………………………………………………………….1 1.2.2 Lưới điện ……………………………………………………………………………………………………………………… 1.2.3 Dạng sơ đồ 1.2.4 Cáp ngầm trung …………………………………………………………………………………………………… 1.2.5 Cáp ngầm hạ ……………………………………………………………………………………………………… 1.2.6 Tình hình vận hành phân phối 1.2.7 Tình hình phát triển lưới trung tốc độ gia tăng phụ tải …………… 1.3 Giới hạn đề tài………………………………………………………………………………………………………………………2 1.4 Nội dung đề tài…………………………………………………………………………………………………………………… CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 2.1 Khái niệm chung…………………………………………………………… 2.2 Các đại lượng hệ số tính toán ………………………………………………………………….4 2.2.1 Các đại lượng 2.2.2 Các hệ số tính toán …………………………………………………………………………………………………… 2.3 Các phương pháp xác đònh phụ tải tính toán………………………………………………………… 2.3.1 Xác đònh phụ tải tính toán Ptt theo công suất đặt Pđ hệ số nhu cầu knc ………………………………………………………………………………………………………………………… 2.3.2 Xác đònh phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng……………………………… 2.3.3 Xác đònh phụ tải tính toán theo phương pháp Kmax công suất trung bình Ptb ……………………………………………………………………………………… ……… 10 2.3.4 Xác đònh phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vò diện tích sản xuất………………………………………………………………………………………………………………………… 11 2.4 Phân khu vực phụ tải cho khu quy hoạch 12 2.4.1 Phụ tải khu vực 12 2.4.2 Phụ tải khu vực ……………………………………………………………………………………………………… 12 2.5 Xác đònh phụ tải tính toán cho khu quy hoạch ………………………………………………… 12 2.5.1 Xác đònh phụ tải tính toán cho khu vực 12 2.5.2 Xác đònh phụ tải tính toán cho khu vực 2………………………………………………………… 2.6 Xác đònh phụ tải tính toán chiếu sáng đèn đường giao thông cho nhóm……………………………………………………………………………………………………………………………… 14 16 2.6.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng đường giao thông khu vực 1………………………… 16 2.6.2 Phụ tải tính toán chiếu sáng đường giao thông khu vực 17 2.7 Phụ tải tính toán toàn khu quy hoạch…………………………………………………………………… 18 2.8 Xác đònh tâm phụ tải …………………………………………………………………………………………………… 18 2.8.1 Tâm phụ tải khu vực 1…………………………………………………………………………………………… 18 2.8.2 Tâm phụ tải khu vực 2…………………………………………………………………………………………… 19 CHƯƠNG III : TRẠM BIẾN ÁP 21 3.1 Khái quát trạm biến áp………………………………………………………………………………………………… 21 3.1.1 Các thông số đặc trưng máy biến áp………………………………………………… ……… 21 3.1.2 Kết cấu trạm……………………………………………………………………………………………………………… 23 3.1.3 Chọn vò trí, số lượng công suất trạm biến áp …………………………………………… 24 3.2 Chọn vò trí đặt trạm biến áp cho khu quy hoạch ……………………………………………… 28 3.2.1 Chọn vò trí đặt trạm biến áp T1 …………………………………………………………………………… 28 3.2.2 Chọn vò trí đặt trạm biến áp T2 …………………………………………………………………………… 28 3.3 Tính toán lựa chọn máy biến áp……………………………………………………………………………… 30 3.3.1 Chọn Máy biến áp khu vực 30 3.3.2 Chọn Máy biến áp khu vực ……………………………………………………………………………… 33 3.4 Xây dựng trạm biến áp ………………………………………………………………………………………………… 36 CHƯƠNG VI : CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 4.1 Khái quát…………………………………………………………………………………………………………………………… 37 4.2 Lựa chọn phương án cung cấp điện cho khu quy hoạch………………………………… 37 4.2.1 Chọn điện áp đònh mức…………………………………………………………………………………………….37 4.2.2 Chọn nguồn điện ……………………………………………………………………………………………………… 38 4.2.3 Chọn phương án cung cấp điện phía trung ……………………………………………….38 4.2.4 Chọn phương án cung cấp điện phía h …………………………………………………….43 4.3 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn………………………………………………………………………… 46 4.3.1 Chọn tiết diện dây dẫn phía trung áp………………………………………………………………….47 4.3.2 Chọn tiết diện dây dẫn phía hạ áp 48 4.4 Chọn aptomat tổng aptomat tuyến dây………………………………………………… 52 4.4.1 Chọn Aptomat tổng 52 4.4.2 Chọn Aptomat cho tuyến dây……………………………………………………………………… 53 4.5 Chọn dẫn phía hạ áp………………………………………………… 54 4.5.1 Chọn 54 4.5.2 Chọn dẫn cho tuyến dây …………………………………………………………………… 54 CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 56 5.1 Khái quát chung……………………………………………………………………………………………………………… 56 5.2 Các giả thuyết để tính toán ngắn mạch………………………………………………… 56 5.2.1 Các dạng ngắn mạch hệ thống …………………………………………………………………… 56 5.2.2 Nguyên nhân hậu ngắn mạch ……………………………………………………… 56 5.2.3 Mục đích việc tính toán ngắn mạch…………………………………………………………… 56 5.2.4 Phương pháp tính toán ngắn mạch …………………………………………………………………… 57 5.2.5 Tính tổng trở phần tử hệ thống 58 5.3 Tính toán ngắn mạch tủ phân phối tủ động lực hệ thống ……………………………………………………………………………………………………………………………… 63 5.3.1 Tính toán ngắn mạch tủ phân phối ………………………………………………… 64 5.3.2 Tính toán ngắn mạch tủ động lực tuyến dây…………………………… 65 CHƯƠNG VI : LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIỆN 78 6.1 Khái quát……………………………………………………………………………………………………………………………… 78 6.2 Kiểm tra dẫn theo điều kiện ổn đònh động………………… 78 6.2.1 Kiểm tra theo điều kiện ổn đònh động 79 6.2.2 Kiểm tra dẫn cho tuyến dây theo điều kiện ổn đònh động 80 6.3 Chọn khí cụ phía trung áp………………………………………………………………………………………… 89 6.3.1 Chọn cầu chì tự rơi 89 6.3.2 Chọn chóng sét van LA 90 6.3.3 Chọn dao cách ly DS ……………………………………………………………………………………………… 90 6.4 Chọn khí cụ phía hạ áp ……………………………………………………………………………………………… 91 6.4.1 Chọn thiết bò đo đếm 91 CHƯƠNG VII : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 94 ϕ 7.1 Ý nghóa biện pháp nâng cao hệ số cos………………………………………………………… 94 7.1.1 Ý nghóa 94 ϕ 7.1.2 Các biện pháp cao hệ số công suất cos……………………………………………….95 7.1.3 Thiết bò bù công suất phản kháng ……………………………………………………………………….96 7.2 Cách xác đònh dung lượng bù …………………………………………………………………………………… 98 7.3 Tính dung lượng ,chọn vò trí thiết bò bù cho hệ thống ……………………………… 99 7.3.1 Tính dung lượng bù ………………………………………………………………………………………………… 99 7.3.2 Chọn thiết bò bù 99 7.3.3 Chọn vò trí bù …………………………………………………………………………………………………………… 99 NỘI DUNG Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy Chương I : TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU QUY HOẠCH : 1.1.1 Vò trí đòa lý, diện tích đặc điểm khu quy hoạch : -Vò trí đòa lý : Khu quy hoạch nhà , khu dân cư Phú Mỹ Hưng xây dựng quận thành phố Hồ Chí Minh Một bên nằm đường Huỳnh Tấn Phát , bên nằm đường trung tâm Sài Gòn - Diện tích : Diện tích khu quy hoạch nhà , khu dân cư Phú Mỹ toạ lạc quận với diện tích 46,89 - Đặc điểm khu quy hoạch : Khu nhà Phú Mỹ bao gồm 15 lô ( A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O ) với tổng số nhà 226 biệt thự, 240 hôï thuộc dãy nhà liên kế chung cư tầng gồm 224 hộ, trường phổ thông cấp 1, mẫu giáo nhà trẻ, bãi đậu xe du lòch 1.1.2 Đòa hình , hệ thống giao thông khu quy hoạch : - Đòa hình : Đòa hình khu quy hoạch tương đối phẳng , công trình qua giai đoạn san lấp mặt - Hệ thống giao thông : Khu vực nằm lưới giao thông khu dân cư hữu bao quanh bỡi đường : Đường Huỳnh Tấn Phát lộ giới 60m, đường Hoàng Quốc Việt nối dài có lộ giới 15m Do thuận lợi cho việc di chuyển phương tiện giao thông vận tải phục vụ tốt cho nhu cầu sản xuất, lại người dân 1.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN HỮU : 1.2.1 Nguồn điện : + Khu nhà Phú Mỹ Hưng chưa cấp điện giai đoạn quy hoạch xây dựng + Hiện xung quanh khu vực cấp nguồn từ trạm trung gian nhà bè 1.2.2 Lưới điện : + Trên đường Huỳnh Tấn Phát có tuyến dây bờ băng trạm trung gian nhà bè hữu + Lưới hạ ABC dọc đường Huỳnh Tấn Phát 1.2.3 Dạng sơ đồ : Lưới điện hữu khu quy hoạch sử dụng sơ đồ hình tia có liên kết với tuyến khác ( dạng mạch vòng ) Mục đích đảm bảo tính linh hoạt vận SVTH : Hoàng Văn Phước Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy hành sữa chữa , để truyền tải có tuyến dây bò nguồn hay có nhu cầu sữa chữa đường dây 1.2.4 Cáp ngầm trung : Hiện lưới điện trung hữu khu vực có dây Bờ băng thuộc tram trung gian Nhà Bè qua Do điều kiện vò trí thuận lợi, thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật an toàn, chọn phương án đấu nối cáp ngầm trung dây Bờ băng thuộc tram trung gian Nhà Bè có đặc điểm sau : 1.2.5 Cáp ngầm hạ : Từ tủ điện đặt trạm xuất lộ cáp ngầm hạ 3M95 + M50 đến cung cấp cho tủ điện điện phân phối, tủ điện chung cư lên dây hạ ABC 95mm2 để cung cấp điện cho hộ sử dụng 1.2.6 Tình hình vận hành phân phối : Do tình hình sử dụng điện ngày cao nên trạm thường đầy tải thường xảy tải cao điểm , nên phải cắt số phụ tải trạm thường xuyên bò tải vượt quy đònh cho phép Mạng lưới trung khu vực có tiến hành cải tạo bổ sung , tổn thất công suất , điện , điện áp chưa đảm bảo phụ tải cuối đường dây 1.2.7 Tình hình phát triển lưới trung tốc độ gia tăng phụ tải : Với tốc độ phát triển nhanh kinh tế , xã hội khu công nghiệp , nhà máy tăng nhanh đòi hỏi phải xây dựng nhiều tuyến dây trạm biến áp nhằm đáp ứng tốc độ phát triển phụ tải Trong thời gian qua điện lực nhà bè đưa vào vận hành thêm nhiều trạm biến áp cải tạo số tuyến dây đáp ứng nhu cầu gia tăng phụ tải  Những điểm cần lưu ý thiết kế , lắp đặt hệ thống điện công trình : Do khu quy hoạch hộ biệt thự , hộ liên kế nên việc thiết kế phải đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện , tính thẩm mỹ an toàn cung cấp điện Khi thiết kế cần ý đến tính kinh tế, an toàn , linh hoạt , dễ vận hành sữa chữa , đáp ứng hướng cung cấp điện thành phố thời gian tới 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI : Thiết kế cung cấp điện việc làm khó, liên quan nhiều lónh vực Đây đề tài thực tế, phù hợp với trình độ khả sinh viên ngành Điện trường Do kiến thức thời gian có hạn nên em thực đề tài trình bày số vấn đề : Tính toán phụ tải, trạm biến áp, chọn phương án phần tử hệ thống điện, tính toán ngắn mạch, bù hệ số công suất Cuốn đồ án tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn sinh viên khóa học sau ngành Điện Công Nghiệp SVTH : Hoàng Văn Phước Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy 1.4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI : Nội dung tập đồ án bao gồm : Chương 1: Tổng quan Chương 2: Xác đònh phụ tải tính toán Chương 3: Trạm biến áp Chương 4: Chọn phương án phần tử hệ thống điện Chương 5: Tính toán ngắn mạch Chương 6: Lựa chọn thiết bò khí cụ điện Chương 7: Bù công suất phản kháng SVTH : Hoàng Văn Phước Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy Thanh dẫn tuyến dây có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 14,8 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 14,82 = 12,85 (kg) 40 12 12,85.40 = 64,25 M δ tt = = 17,85 W Vậy : < : M = (kg.cm) 2.0,8 W = (cm3) = 3,6 (kg/cm2) δδcptt Thanh dẫn chọn thoả yêu cầu 18 Kiểm tra dẫn tủ điện → tuyến dây từ TBA T2 NT : Thanh dẫn tuyến dây có tiết diện : TPTC1,MG- Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 7,69 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 7,692 = 3,47 (kg) 40 12 3, 47.40 = 17,35 M δ tt = = 21, W Vậy : < : M = (kg.cm) 42.0, W = (cm3) = 0.8 (kg/cm2) Thanh dẫn chọn thoả δδcptt yêu cầu 19 Kiểm tra dẫn tủ điện → tuyến dây từ TBA T2 BX-DV : Thanh dẫn tuyến dây có tiết diện : SVTH : Hoàng Văn Phước 93 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 1,9 KA Ta có : 40 Ftt = 1,76.10-2 1,92 12 = 0,21 (kg) 0, 21.40 M = (kg.cm) = 1, 06 2,528.0,3 W = (cm ) = 0, 23 M =δ tt21, = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn chọn thoả yêuWcầδδucptt 6.3 CHỌN KHÍ CỤ PHÍA TRUNG ÁP : 6.3.1 Chọn cầu chì tự rơi : Cầu chì khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện ngắn mạch Thời gian cắt mạch cầu chì phụ thuộc nhiều vào vật liệu làm dây dẫn Điều kiện chọn kiểm tra cầu chì : Đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện ≥ Điện áp đònh mức (KV) mcc mLĐ ≥ I ( 3) I dmBA Dòng điện đònh mức (A) Iđmcc 1,4, I dmcc ≥≥ N Icđm I” Dòng cắt đònh mức (KA) Trong : mLĐ : Điện áp đònh mức lưới điện : dòng đònh mức I dmBA MBA phía sơ cấp : dòng ngắn mạch phía sơ I N (3) cấp ngắn mạch pha phía thứ cấp I’’ : Dòng siêu độ Trạm T1:  22  R BA = R BA   = 1,9.10 −3.3025 = 5,75Ω  0,4  22 ,  22  X BA = X BA   = 9,41.10 −3.3025 = 28,5Ω ,   U 22 ( 3) IN = = = 436 A 2 5,75 + 28,5 R BA + X BA 22 0, ( 3) I ≥ N 436 = = 73 A Dựa vào giáo trình “Thiết ⇒ I dmcc kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC” trang C46 chọn FCO có thông số kỹ thuật sau : U dm = 24kV + SVTH : Hoàng Văn Phước 94 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy I dm = 80 A + + I cat = 12kA Trạm T2:  22  R BA = R BA   = 0,86.10 −3.3025 = 2,6Ω ,   22 ,  22  X BA = X BA   = 4,72.10 −3.3025 = 14,3Ω  0,4  U 22 ( 3) IN = = = 874 A 2 2 , + 14 , 3 R BA + X BA 22 0, ( 3) I ≥ N 874 = = 146 A Dựa vào giáo trình “Thiết ⇒ I dmcc kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC” trang C46 chọn FCO có thông số kỹ thuật sau : U dm = 24kV + I dm = 160 A + + 6.3.2 Chọn chóng sét van LA : Điều kiện chọn : ≥ + Điện áp : mtb Ulưới + Tần số : fđmtb = fđmht • Chóng sét LA chọn có thông số kỷ thuật sau : - Điện áp đònh mức : 12KV - Tần số : 50Hz - BIL(1,2/50ms) : 110KV - Dòng điện xả danh đònh : 10KA - Điện dư cực với sóng 0,5- µ s 10KA : 24KV - Mức điện áp xung khởi động cực µ s đại với xung 500A, tốc độ ban đầu sóng 45: 23, 5KV + Đối với vỏ bọc chóng sét : - Độ bền cách điện điện áp trì tần số công nghiệp : + Khô phút : 50KV + Ướt 12giây : 40KV - Khoảng cách rò phóng điện : 20mm/KV Vật liệu cách điện vỏ chóng sét : Polyme 6.3.3 Chọn dao cách ly DS : Điều kiện chọn : + Điện áp : mtb Ulưới + Iđmtb Ilvmax SVTH : Hoàng Văn Phước ≥ ≥ 95 I cat = 12kA Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy ≥ + Imax Ixk • Dao cách ly có thông số kỷ thuật sau : Trạm T1: - Điện áp đònh mức : 24KV - Tần số : 50Hz - Dòng điện đònh mức 100A - Dòng cắt cực đại : 120KA - Dòng ổn đònh nhiệt : 29KA/s Trạm T2: - Điện áp đònh mức : 24KV - Tần số : 50Hz - Dòng điện đònh mức: 200A - Dòng cắt cực đại : 120KA - Dòng ổn đònh nhiệt : 29KA/s 6.4 CHỌN KHÍ CỤ PHÍA HẠ ÁP : 6.4.1 Chọn thiết bò đo đếm : Sử dụng hệ thống đo đếm gián tiếp phía hạ điện kế pha dây 220/380V kết hợp với biến dòng TI hạ Lựa chọn biến dòng : + Điều kiện lựa chọn TI : - Điện áp đònh mức : ≥ mti mlưới - Dòng điện sơ cấp đònh mức : ≥ Iđmti Ilvmax Máy biến dòng lựa chọn có thông số kỷ thuật sau : Khu vực : + Điện áp đònh mức m : 600V + Dòng điện đònh mức phía sơ cấp I1đm : 2000A + Dòng điện đònh mức phía thứ cấp I2đm : 5A + Phụ tải đònh mức cuộn thứ cấp : 10VA + Cấp xác : 0,5 + Dây dẫn từ biến dòng đến điện kế dùng dây đồng tiết diện 2,5mm Khu vực : + Điện áp đònh mức m : 600V + Dòng điện đònh mức phía sơ cấp I1đm : 4000A + Dòng điện đònh mức phía thứ cấp I2đm : 5A + Phụ tải đònh mức cuộn thứ cấp : 10VA + Cấp xác : 0,5 + Dây dẫn từ biến dòng đến điện kế dùng dây đồng tiết diện 2,5mm SVTH : Hoàng Văn Phước 96 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy Chương VII : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Điện năng lượng chủ yếu ϕ xí nghiệp công nghiệp Các xí nghiệp tiêu thụ khoảng 70% tổng số điện sản xuất Vì vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp công nghiệp có ý nghóa lớn Về mặt sản xuất điện vấn đề đặt phải tận dụng hết khả nhà máy phát điện để sản xuất điện nhiều ; đồng thời mặt dùng điện phải tiết kiệm điện, giảm tốt thất điện đến mức nhỏ nhất, phấn đấu để 1KWh điện ngày làm nhiều sản phẩm chi phí điện cho đơn vò sản phẩm ngày giảm Vì để cao chất lượng điện xí nghiệp công nghiệp dùng thiết bò bù công suất phản kháng (nâng cao hệ số cos) để giảm tổn thất điện ϕ 7.1 Ý NGHĨA VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ cos : 7.1.1 Ý nghóa: Nâng cao hệ số công suất cos ϕ biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện Hệ số công suất cos tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý hay không.Phần lớn thiết bò dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q cos cao đưa đến hiệu sau: Giảm tổn thất công suất mạng điện : Tổn thất điện áp tính sau : P2 + Q2 P2 ∆P = R = R = ∆P( P ) + ∆P( Q ) U2 U Khi giảm lượng Q truyền tải đường dây ta giảm thành phần tổn thất điện áp Q gây Giảm tổn thất điện áp mạng điện : ∆U = PR + QX = ∆U ( P ) + ∆U ( Q ) U ∆U ( Q ) Khi giảm lượng Q truyền tải đường dây ta giảm thành phần tổn thất điện áp Q gây 3.Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp : Khả truyền tải đường dây máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng , tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép Dòng điện chạy dây dẫn máy biến áp tính sau : SVTH : Hoàng Văn Phước 97 ∆P( Q ) Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy P2 + Q2 I= 3U Biểu thức nói lên với trạng thái phát nóng đònh đường dây máy biến áp tăng khả truyền tải công suất tác dụng P cách giảm công suất phản kháng Q Vì giữ nguyên đường dây máy biến áp , cos mạng nâng cao ( tức giảm Q truyền tải ) khả truyền tải chúng tăng lên ϕ 7.1.2 Các biện pháp cao hệ số công suất cos: Các biện pháp nâng cao hệ số ϕ công suất cos chia làm hai nhóm : Nhóm phương nâng cao hệ ϕ số costự nhiên ( không dùng thiết bò bù ) nhóm biện pháp nâng cao hệ số cos cách bù công suất phản kháng a Nâng cao hệ số công suất cos ϕ tự nhiên : Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên ϕ tìm biện pháp để hộ dùng điện hộ dùng điện giảm bớt lượng công suất phản háng Q tiêu thụ : p dụng trình công nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý thiết bò điện Sau biện pháp nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên : - Thay đổi cải tiến quy trình công nghệ để thiết bò làm việc chế độ hợp lý - Thay động không đồng làm việc non tải động có công suất nhỏ - Giảm điện áp động chạy non tải - Hạn chế động chạy không tải - Dùng động đồng thay động không đồng - Nâng cao chất lượng sữa chữa động - Thay máy biến áp làm việc non tải máy biến áp códung lượng nhỏ ϕ b Nâng cao hệ công suất cos phương pháp bù : Bằng cách đặt thiết bò bù gần ϕ hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, ta giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây nâng cao hệ số cos mạng Biện pháp bù không giảm lượng công suất phản kháng tiêu thụ hộ dùng điện mà giảm lượng công suất phản kháng phải truyền tải đường dây mà Vì ϕ sau thực biện pháp nâng cao cos tự nhiên mà không đạt yêu cầu xét đến phương pháp bù Để việc bù công suất phản kháng có hiệu cao ta phải xác đònh dung lượng bù hợp lý, dựa sở tính toán so sánh kinh tế kỷ thuật SVTH : Hoàng Văn Phước 98 ϕ Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy 7.1.3 Thiết bò bù công suất phản kháng : Thiết bò bù phải chọn sở tính toán so sánh kinh tế kỷ thuật Để bù công suất phản kháng tiêu thụ xí nghiệp , dùng : Tụ điện , máy bù đồng , đông không đồng rô to dây quấn Tụ điện : Là loại thiết bò điện tónh , làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, sinh công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng điện Tụ điện thường chế tạo với điện áp đònh mức :220V, 0,4KV, 3KV, 6KV, 10KV Khi dùng tụ điện có ưu nhược điểm sau :  Ưu điểm : + Tổn thất công suất tác dụng → bé, khoảng 0,003 0.005KW/KVAR + Vận hành đơn giản, đặt cấp điện áp + Giá thành rẻ, lắp ráp bảo quản dễ dàng + Có thể sử dụng nơi khô để đặt tụ  Nhược điểm : + Nhạy cảm với biến động điện áp đặt lên cực tụ điện + Cấu tạo chắn nên dễ bò phá hỏng xẩy ngắn mạch + Khi cắt tụ điện khỏi mạng cực tụ điện điện áp dư gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành sữa chữa Máy bù đồng : Là động đồng làm việc chế độ không tải Do phụ tải trục nên máy bù đồng chế tạo gọn nhẹ rẻ so với động đồng công suất Ở chế độ kích thích máy bù sản xuất công suất phản kháng cung cấp cho mạng , chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ công suất phản kháng mạng Khi dùng máy bù đồng có ưu nhược điểm sau :  Ưu điểm : + Chế tạo gọn nhẹ + Dễ điều chỉnh điện áp + Ít hư hỏng khí + Có khả nâng cao tính ổn đònh hệ thống  Nhược điểm : + Do có phần quay nên lắp ráp bảo quản vận hành khó khăn + Tổn thất công suất máy → bù lớn 0,015 0,035KW/KVAR + Chỉ đặt bỡi cấp điện áp 6-10KV Động không đồng roto dây quấn đồng hoá : Khi cho dòng điện chiều vào roto động không đồng dây quấn , động làm việc động đồng với dòng điện vượt trước điện áp Do có khả sinh công suất phản kháng cung cấp cho mạng  Nhược điểm : + Tổn thất công suất lớn SVTH : Hoàng Văn Phước 99 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy Vò trí đặt tụ bù : + Đặt tập trung phía điện áp thấp trạm biến áp : Áp dụng tải ổn đònh liên tục , tụ đấu vào góp tủ phân phối + Đặt thành nhóm tụ điện phân phối động lực : Được sử dụng mạng điện lớn chế độ tải liên tục , tụ đấu vào tủ phân phối khu vực + Đặt phân tán thiết bò dùng điện : Được xét đến mạng điện có động công suất lớn đáng kể so với công suất mạng điện Bộ tụ mắc trực tiếp vào đầu dây nối thiết bò dùng điện Hình 7.1 Các hình thức bù Trường hợp hộ tiêu thụ cuối đường dây : Hộ tiêu thụ phân bố → đường dây , kết tính toán cho vò SVTH : Hoàng Văn Phước 100 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy trí thích hợp để giảm tối thiểu mức tổn thất điện áp đặt tụ bù khoảng chiều dài đường dây tính từ đầu phát đường dây  Vận hành tụ bù : Tụ bù vận hành theo hai hình thức : + Loại cố đònh : Được đóng thường xuyên vào đường dây + Loại ứng động : Giàn tụ điện tự động đóng cắt theo nhu cầu công suất phản kháng hệ thống , đóng vào cao điểm , mở thấp điểm đồ thò phụ tải 7.2 CÁCH XÁC ĐỊNH DUNG LƯNG BÙ : Khi ta nâng hệ số công suất cos ϕ12 có hệ số công suất cos ϕ1 P1 = 3UI1.cos (1) ϕ2 P2 = 3UI2.cos (2) Với P1 = P2 = const Cosϕ1 Do : I1 = I2 = (3) Cosϕ2 Công suất phản kháng : ϕ1 Q1 = 3UI1.Sin (4) ϕ2 Q2 = 3UI2.Sin (5) Cosϕ1 Từ (3) (5) ta có : Q2 = 3U .Sinϕ Cosϕ (6) Dùng dung lượng bù để nâng cao ϕ12 từ cos đến cos Qbù : α ϕ Qbù = P ( tg - tg ) , KVAR 12 P : Phụ tải tính toán phân xưởng hay nhóm (KW) : Góc ứng với hệ số công suất ϕ1 trung bình (cos) : Góc ứng với hệ số công suất ϕ2 trung bình (cos) a = 0,9-1 : Hệ số xét tới khả ϕ nâng cao cosbằng phương pháp không đòi hỏi đặt thiết bò bù → hệ số công suất quan quản Hệ số công suất cos thường lấy ϕ lý hệ thống điện quy đònh cho hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm khoảng 0,85 0,95 Ở ta chọn hệ số công suất sau ϕϕ2 bù cho khu dân cư cos = 0,9 hay tg = 0,48 Hệ số công suất trung bình nhóm thiết bò tính theo công thức : Cos = ∑ Piϕ.Cosϕ Ngoài dung lượng bù ∑ Pi xác đònh theo công thức : Qbù = P.Kp với Kp tra sổ tay thiết kế SVTH : Hoàng Văn Phước 101 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy 7.3 TÍNH DUNG LƯNG ,CHỌN VỊ TRÍ VÀ THIẾT BỊ BÙ CHO HỆ THỐNG: 7.3.1 Tính dung lượng bù hệ thống : Dung lượng bù xác đònh theo công thức : Qbù = Ptt ( tg - tg ) , KVAR ϕα12 tg : xác đònh từ cos = ϕϕ1 0,8 ϕ1 Suy ra: tg = 0,75 tg : xác đònh từ cos = ϕϕ2 0,9 ϕ2 Suy : tg = 0,48 Khu vực : Qbu1ø = 914( 0,75 – 0,48 ) = × 246,78 KVAR Chọn tụ VCB-240/260 hãng Federal có thông số kỹ thuật sau : Udmø =400/440 V Qbu1ø = 260 KVAR Khu vực : Qbu2ø = 1892,5( 0,75 – 0,48 ) × = 510,97 KVAR Chọn tụ VCB-340/500 hãng Federal có thông số kỹ thuật sau: Udmø =400/440 V Qbu2ø = 500 KVAR 7.3.2 Chọn thiết bò bù : Chọn thiết bò bù cho hệ thống tụ bù : + Dung lượng bù tương đối nhỏ, giá thành thấp + Tụ bù dễ sử dụng , lắp ráp , vận hành sữa chữa + Tổn thất công suất tác dụng bé 7.3.3 Chọn vò trí bù : Dựa vào điều kiện kinh tế, kỷ thuật vào thao tác vận hành chọn vò trí đặt tụ cho hệ thống theo phương pháp đặt tập trung tủ phân phối : Khi bù vò trí giảm tổn thất ϕ công suất phía trước tụ bù (máy biến áp ), giảm công suất biểu kiến , nâng cao cos, ổn đònh điện áp mạng điện SVTH : Hoàng Văn Phước 102 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy KẾT LUẬN  KẾT LUẬN : Qua 12 tuần làm đồ án với hướng dẫn tận tình thầy Quyền Huy Ánh Em hoàn thành đồ án , với đề tài giao “ Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Khu Dân Cư Phú Mỹ “ Trong trình làm đồ án , em có dòp vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thiết kế Từ rút số kiến thức kinh nghiệm quý báu để vận dụng sau Tuy nhiên lần thiết kế kiến thức hạn chế nên chắn có nhiều sai sót , mong thầy, cô bạn đọc đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn , thầy cô khoa Điện-Điện Tử bạn sinh viên giúp đỡ em hoàn thành đồ án thời hạn HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI : Do quy mô công trình tương đối lớn , phải thiết kế nhiều phần nên chương chống sét chưa đưa vào nội dung đề tài Ngoài số vấn đề tối ưu hệ thống tính toán cung cấp điện :Tính toán chi tiết để thiết kế chiếu sáng cho thiết bò hộ, chọn số lượng công suất trạm biến áp tiếp tục mở rộng Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 2006  Sinh viên thực Hoàng Văn Phước SVTH : Hoàng Văn Phước 103 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN TG : Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tầm – NXBKHKT – Hà Nội 1998 GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ( TẬP , TẬP ) TG : Nguyễn Xuân Phú – Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật TPHCM 1991 HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC -NXBKHKT SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN TG : Ngô Hồng Quang – NXBKHKT MẠNG CUNG CẤP VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN TG : Bùi Ngọc Thư – NXBKHKT – Hà Nội - 2002 KỶ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP ( TẬP , TẬP ) TG : Nguyễn Hoàng Việt – NXBĐHQG TPHCM SVTH : Hoàng Văn Phước 104 Luận án tốt nghiệp Ánh SVTH : Hoàng Văn Phước GVHD :Ts Quyền Huy 105 Luận án tốt nghiệp Ánh SVTH : Hoàng Văn Phước GVHD :Ts Quyền Huy 106 Luận án tốt nghiệp Ánh GVHD :Ts Quyền Huy SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA HỆ THỐNG SVTH : Hoàng Văn Phước 107