Niên luận tính toán thiết kế đường dây trung thế 22kv cấp cho trạm biến áp 630kva thuộc dự án trung tâm văn hóa tây đô

Do kiến thức và thời gian có hạn nên chúng em thực hiện đề tài này chỉ trình bày một số vấn đề như: tính toán phụ tải, chọn trạm biến áp, chọn đường dây 22KV từ trạm T2hiện hữu sang trạm

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Duy Ninh, người đã tận tình giúp

đỡ, cung cấp kiến thức cũng như giải đáp những thắc mắc chúng em chưa hiểu và đãhướng dẫn chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Lời cảm ơn tiếp theo, chúng em trân trọng gửi đến quý thầy cô khoa Kỹ Thuật - CôngNgệ tuy khoảng thời gian này không dài nhưng quý thầy cô đã dồn rất nhiều công sức,tâm quyết để truyền đạt cho chúng em những kiến thức và kinh nghiệm quý giá của mình.Bên cạnh đó xin gửi lời cám ơn các bạn trong lớp đã nhiệt tình giúp đỡ trong suốt thờigian thực hiện đề tài

Do thời gian có hạn, với những kiến thức còn hạn chế và còn thiếu kinh nghiệm thựctiễn, chúng em sẽ không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự thông cảm cũngnhư chỉ dạy, đóng góp của quý thầy cô và các bạn trong lớp để đề tài của chúng em đượchoàn thiện hơn

Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ ,Ngày Tháng Năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Linh Bùi Quốc Trường

CHƯƠNG I.

TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU QUY HOẠCH:

1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm của khu quy hoạch :

-Vị trí địa lý :

- Dự án khu tái định cư Trung Tâm Văn Hóa Tây Đô - Giai đoạn 1 thuộc địa bàn phườngHưng Thạnh - quận Cái Răng - TP Cần Thơ, khu đất xây dựng có vị trí tiếp giáp như sau:+ Phía Đông giáp rạch Cái Da

+ Phía Nam giáp khu đất quy hoạch trường Đại Học Quốc Tế

+ Phía Tây giáp đường dẫn cầu Cần Thơ

+ Phía Bắc giáp đại lộ 47m (đường số 1B) khu đô thị mới Nam sông Cần Thơ

- Khu vực đất quy hoạch hiện trạng là đất nông nghiệp, cao trình san lắp mặt bằng là+2,40m (hệ cao độ Hòn Dấu)

- Đặc điểm của khu quy hoạch:

Khu tái định cư Trung Tâm Văn Hóa Tây Đô - Giai đoạn 1 bao gồm 2 lô A (khu vực1) và B (khu vực 2) với tổng số 306 căn hộ bao gồm biệt thự và dãy nhà liên kế Trongđó:

1.2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN HỮU:

1.2.2 Dạng sơ đồ lưới điện:

+ Lưới điện hiện hữu tại khu quy hoạch sử dụng sơ đồ hình tia có liên kết với cáctuyến khác (dạng mạch vòng) Mục đích đảm bào tính linh hoạt trong vận hành và sữachữa, để truyền tải khi có tuyến dây bị mất nguồn hay có nhu cầu sửa chữa đường dây

1.2.3 Cáp ngầm trung thế:

Hiện tại lưới điện trung thế hiện hữu khu vực chỉ có đường dây 15 (22KV)3AC70+AC50 đi qua Do điều kiện vị trí thuận lợi, thỏa mãn được các yêu cầu về kỹthuật và an toàn nên sẽ chọn phương án đấu nối cáp ngầm trung thế với đường dây 15(22KV) 3AC70+AC50 hiện hữu

1.2.4 Cáp ngầm hạ thế:

Từ tủ điện chính sẽ xuất ra các lộ cáp ngầm hạ thế cung cấp cho các tủ điện phân phối,

tủ điện chính của từng chung cư hoặc lên dây nổi hạ thế cho từng hộ sử dụng

1.2.5 Tình hình vận hành và phân phối:

Do tình hình sử dụng điên năng ngày càng cao nên các trạm thường đầy tải và quá tảitrong giờ cao điểm do đó phải cắt phụ tải ở những trạm thường xuyên bị quá tải vượt quáquy định cho phép Mạng lưới trung thế tại khu vực hiện nay có tiến hành cải tạo và bổsung để đảm bảo điện áp cho những phụ tải, nhất là những phụ tải ở cuối dường dây

1.2.6 Tình hình phát triển lưới trung thế và tốc độ gia tăng phụ tải:

Với tốc độ phát triển nhanh về kinh tế - xã hội, các khu công nghiệp, nhà máy tăngnhanh đòi hỏi phải xây dựng thêm nhiều tuyến dây và trạm biến áp mới nhằm đáp ứngđược tốc độ phát triển của phụ tải Trong thời gian qua điện lực Cần Thơ đã đưa vào vậnhành thêm nhiều trạm biến áp mới và cải tạo một số tuyến dây đã đáp ứng được nhu cầu

gia tăng của phụ tải.

1.2.7 Những điểm cần lưu ý khi thiết kế, lắp đặt hệ thống điện trong công trình:

Do khu quy hoạch là các căn hộ biệt thự, dãy nhà liên kế nên việc thiết kế phải đảm bảo

độ tin cậy cung cấp điện, tính thẩm mỹ và an toàn trong cung cấp điện

Khi thiết kế cần chú ý đến tính kinh tế, an toàn, linh hoạt, dễ vận hành và sữa chữa, đápứng được hướng cung cấp điện của TP Cần Thơ trong thời gian tới

1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI:

Thiết kế cung cấp điện là một việc làm khó, liên quan nhiều lĩnh vực Đây là đề tài thực

tế phù hợp với trình độ và khả năng của sinh viên ngành Điện Tử sắp ra trường

Do kiến thức và thời gian có hạn nên chúng em thực hiện đề tài này chỉ trình bày một

số vấn đề như: tính toán phụ tải, chọn trạm biến áp, chọn đường dây 22KV từ trạm T2hiện hữu sang trạm giàn T3, chọn các phần tử điện trung thế

Đề tài này có thể là tài liệu tham khảo hữu ích cho cho các bạn sinh viên những khóahọc sau này của ngành Điện Tử

1.4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI:

Nội dung đề tài bao gồm:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Xác định và tính toán phụ tải

Chương 3: Tính toán và lựa chọn máy biến áp

Chương 4: Phương án cấp điện và lựa chọn dây dẫn trong hệ thống điện

Chương 5: Lựa chọn thiết bị khí cụ điện

Chương 6: Kết luận

CHƯƠNG II.

XÁC ĐỊNH VÀ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

2.1 KHÁI NIỆM CHUNG :

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phải xác địnhđược nhu cầu điện của công trình đó Tuỳ theo qui mô của công trình mà nhu cầu điện xácđịnh theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau này Do đó xác định nhucầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi đưa côngtrình vào khai thác, vận hành Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán Như vậyphụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải tínhtoán là một việc rất khó khăn và rất quan trọng Vì nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tảithực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tếnhiều thì các thiết bị được chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính :

- Nhóm thứ nhất : là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết vàđưa ra các hệ số tính toán Đặc điểm của phương pháp này là thuận tiện nhưng chỉ cho kếtquả gần đúng

- Nhóm thứ hai : là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sơ của lý thuyết xác xuất vàthống kê Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố Do đókết quả tính toán có chính xác hơn nhưng việc tính toán khá phức tạp

Mục đích của việc tính toán phụ tải nhằm:

- Chọn lưới điện cung cấp và phân phối điện áp với tiết diện dây dẫn hợp lý

- Chọn số lượng, vị trí và công suất máy biến áp

- Chọn thiết bị thanh dẫn của thiết bị phân phối

- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

2.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN VÀ HỆ SỐ TÍNH TOÁN :

2.2.1 Các đại lượng cơ bản :

Trong đó:  là hiệu suất của động cơ thường   ( 0 , 85  0 , 87 )

- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ làmviệc dài hạn

1 ñmi

ñm

2 ñm

2 Công suất trung bình P tb

- Công suất trung bình là đặc trưng của phụ tải trong khoảng thời gian khảo sát vàđược xác định bằng biểu thức sau :

T

A T

dt P

dt Q

T

tb 0 

2 2

tb tb

tb P Q

S  

Trong đó: A , P A Q lần lượt là điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong khoảng

thời gian khảo sát T là thời gian khảo sát (giờ).

- Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị:

3 Công suất cực đại P max

- Pmax dài hạn : là công suất cực đại diễn ra trong khoảng thời gian dài (khoảng 5, 10 hoặc

30 phút)

- Pmax ngắn hạn : là công suất cực đại diễn ra trong khoảng thời gian ngắn (khoảng 1, 2giây)

4 Công suất tính toán P tt

- Công suất tính toán Ptt là công suất giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với côngsuất thực tế biến đổi gây ra cùng một hiệu ứng nhiệt trên dây dẫn và thiết bị điện

- Quan hệ giữa công suất tính toán với các công suất khác :

max

P P

P

P K K

Hệ số sử dụng đặc trưng cho chế độ làm việc của phụ tải theo công suất và thời gian

kt v t

t t

Kñ 1 

Trong đó : tlv là thời gian làm việc của máy

tkt là thời gian chạy không tải

tck là thời gian của 1 chu kỳ

Hệ số đóng điện của 1 nhóm thiết bị được xác định theo công thức:

p

p K K

1

i ñmi

ñmi ñi

tb

tt P

P

Kmax 

Hệ số cực đại phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq và hệ số sử dụng Ksd

) , (

P K

Quan hệ giữa hệ số sử dụng, hệ số cực đại và hệ số nhu cầu:

sd tb

tb tt tb

tb tt tt

P P

P P P P

P P P

đm

6 Hệ số đồng thời K đt

Hệ số đồng thời là tỷ số giữa cơng suất tính tốn cực đại tổng của một nút trong hệ thốngcung cấp điện với tổng các cơng suất tính tốn cực đại của các nhĩm thiết bị cĩ nối vàonút đĩ





 n

i tti

tt P

P K

1 đt

Hệ số đồng thời cho phân xưởng cĩ nhiều nhĩm thiết bị:

1

i tt nhómi đtpx

Hệ số đồng thời của trạm biến áp xí nghiệp cung cấp cho nhiều phân xưởng :





 n1

i tt pxi

nm

tt nm

đt

P

P K

7 Hệ số yêu cầu K yc

Hệ số yêu cầu Kyc là tỷ số cơng suất cực đại của nút hệ thống với tổng cơng suất định mứccủa các phụ tải nối vào nút hệ thống này





 n1

i ñmi

maxP

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:

Hiện nay có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán Nhưng phương pháp đơngiản tính toán thuận tiện thường cho sai số lớn, ngược lại nếu độ chính xác cao thì phươngpháp phức tạp Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọnphương pháp thích hợp Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thườngdùng nhất

2.3.1 Xác định phụ tải tính toán P tt theo công suất đặt P đ và hệ số nhu cầu K nc

Theo phương pháp này thì : Ptt = Knc



n 1

P Q

i PñmiK

P tt nc

Pđm , Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị điện thứ i

Ptt, Qtt, Stt: công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến của nhómthiết bị

n: số thiết bị trong nhóm

Trong một nhóm thiết bị nếu một hệ sốcoscủa thiết bị không giống nhau thì phải tính

hệ số trung bình :

n n tb

P P

P P

cos cos

2.3.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng:

Phụ tải tính toán cho một đơn vị sản phẩm:

max 0

T

W M

2

tt tt

P Q

Trong đó:

M: số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong một năm

W0: là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, KWh/đơn vị sản phẩm

Tmax: thời gian sử dụng lớn nhất, h

Ưu điểm: cho kết quả tương đối chính xác

Nhược điểm: chỉ giới hạn cho một số thiết bị điện như : quạt gió, bơm nước, máy nén khí,thiết bị điện phân …

2.3.3 Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp K max và công suất trung bình Ptb (phương pháp số thiết bị hiệu quả n hq ):

Khi cần phụ tải có độ chính xác cao và không có các số liệu cần thiết để áp dụng cácphương pháp đơn giản thì nên sử dụng phương pháp này

Theo phương pháp này thì :

Ptt = Kmax Ksd Pđm

Với Kpt là hệ số phụ tải của từng máy.

Hệ số phụ tải Kpt có thể lấy gần đúng như sau

Kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

Kpt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Trường hợp 3: đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt nén

khí) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình

ñm

P K

Khi n hq>10 : 





n max

1

P K

K

P tt . sd. Khi 4 n hq  10 : Qtt = Qtb = Ptb tg







n max

1

P K

P tt  0.



tg P

Q tt  tt.

tt

S =

 cos

2

tt tt

P Q

P  Trong đó P0: công suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất

S: diện tích sản xuất (m2)

Đối với từng loại nhà máy sản xuất thì giá trị P0 khác nhau và có thể tìm nó từ các sổtay do kinh nghiệm vận hành thống kê lại

Phương pháp này cho kết quả gần đúng, nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ

và được dùng để tính toán phụ tải tính toán ở các phân xưởng có mật độ máy móc sảnxuất tương đối đều

Cũng có thể xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải sinh hoạt cho hộ gia đình Posh.Khi đó phụ tải tính toán của một khu vực dân cư là:

Ptt = Posh HTrong đó H: số hộ gia đình trong khu vực

2.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG

2.4.1 Tổng quan về hệ thống chiếu sáng đường giao thông:

1 Cấp chiếu sáng:

Theo TCXDVN 259 : 2001, hệ thống đèn chiếu sáng trong khu tái định cư Trung TâmVăn Hóa Tây Đô, có các thông số tối thiểu phải thỏa mãn các tiêu chuẩn sau:

- Độ rọi trung bình trên mặt đường : Etb 8 Lux

- Độ chói trung bình trên mặt đường : Ltb 0,4 cd/m2

2 Cách bố trí đèn :

* Hiện trạng:

- Chiều rộng đường bình quân : 8 mét

- Hai bên đường không có vật che khuất

- Khu vực tập trung đông dân cư

* Phương án chọn : Từ các yêu cầu trên kết hợp với điều kiện thực tế của khu dân cư,

phương án thiết kế chiếu sáng được chọn là:

- Các đường có lộ giới lớn: bố trí đèn chiếu sáng 2 bên đường đối xứng nhau

- Các đường có lộ giới nhỏ: bố trí đèn chiếu sáng một bên

5 Khoảng cách giữa hai đèn:

Khoảng cách trung bình cho trụ đèn chiếu sáng là 30m

2.4.2 Tính toán hệ thống chiếu sáng đường giao thông:

Tất cả các đường giao thông của khu quy hoạch này đều sử dụng đèn ONYX–S:150W/220V

Chọn hế số công suất trung bình cos = 0,9  tg=0,48

1 Tính toán hệ thống chiếu sáng đường giao thông cho khu vực 1 (Lô A):

Khu vực 1 gồm có 3 loại đường :

+ Loại 1: Có 2 con đường có bề rộng 6m , có tổng chiều dài là : L = 370m

+ Loại 2: Có 1 con đường có bề rộng 10m , có tổng chiều dài là : L = 335m

+ Loại 4: Có 1 con đường có bề rộng 29m , có tổng chiều dài là : L = 185m

* Loại đường rộng từ 6 12m bố trí 1 dãy đèn bên đường, khoảng cách giữa các trụ đèn

là 30m Do đó số bộ đèn cần chọn là 24

30

335 370





bộ đèn Vậy Công suất tính toán chiếu sáng là :

Pttcs1







2 Tính toán hệ thống chiếu sáng đường giao thông cho khu vực 2 (Lô B):

Khu vực 2 gồm có 3 loại đường :

+ Loại 1: Có 2 con đường có bề rộng 6m , có tổng chiều dài là : L = 250m

+ Loại 2: Có 1 con đường có bề rộng 10m , có tổng chiều dài là : L = 400m

+ Loại 3: Có 1 con đường có bề rộng 29m , có tổng chiều dài là : L = 210m

* Loại đường rộng từ 6 12m bố trí 1 dãy đèn bên đường, khoảng cách giữa các trụ đèn

là 30m Do đó số bộ đèn cần chọn là 22

30

400 250





bộ đèn Vậy Công suất tính toán chiếu sáng là :

2.5 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO KHU VỰC QUY HOẠCH :

Dựa trên vị trí địa lý, bán kín cấp điện và công suất, loại phụ tải và đặc điểm của khudân cư chúng em chia thành 2 khu vực để xác định phụ tải tính toán

Phân thành 2 khu vực chúng ta sẽ tính toán được phụ tải mỗi khu vực nhỏ so với phụtải tổng

- Phụ tải khu vực 1 gồm : 186 căn hộ liền kề

- Phụ tải khu vực 2 gồm : 120 căn hộ liền kề

Để xác định phụ tải tính toán cho khu vực 1, dựa vào các phương pháp đã nêu ở trên,nhưng do là phụ tải sinh hoạt, số thiết bị cụ thể trong từng hộ không xác định được Côngsuất của những thiết bị tiêu thụ điện thường ở mức trung bình và nhỏ nên chúng tôi chọnphương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải sinh hoạt cho hộ gia đình Posh đốivới từng phụ tải

Ptt = Posh .H

Suất phụ tải trung bình dưới đây được lấy dưới đây được lấy của ngành điện :

+ Đối với nhà liền kề Posh = 5 KW

Chọn hế số công suất trung bình cos = 0,9  tg=0,48

2.5.1 Xác định phụ tải tính toán cho khu vực 1:

Khu 1 gồm 186 nhà ở khi đó:

Công suất tác dụng :

Ptt = Posh H = 5.186 = 930 KWVới cos= 0,9  tg =0,48Công suất phản kháng :

, 0

930

2.5.2 Xác định phụ tải tính toán cho khu vực 2:

Khu 2 gồm 120 căn hộ khi đó :

Công suất tác dụng :

Ptt = Posh H = 5.120 = 600 KWVới cos= 0,9  tg =0,48 Công suất phản kháng :

67 , 666



2.5.3 Tổng phụ tải tính toán cả 2 khu vực:

Ptti: Công suất tác dụng của khu thứ i.

Qtti: Công suất phản kháng của khu thứ i

Stt: Công suất biểu kiến của cả 2 khu 1 và 2

2.6 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO TOÀN KHU VỰC :

Pkv: Công suất tác dụng của toàn khu (kể cả chiếu sáng)

Qkv: Công suất phản kháng của toàn khu (kể cả chiếu sáng)

Skv: Công suất biểu kiến của toàn khu (kể cả chiếu sáng)

CHƯƠNG III

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP

Lựa chọn dung lượng máy biến áp theo hai hướng sau:

- Nếu chọn 1 máy, dung lượng định mức máy biến áp sẽ là:

Ssc – công suất phải cấp khi sự cố một máy biến áp

Thường thì phụ tải khu vực dân cư không phát triển nhiều sau một thời gian đưa vào

sử dụng Chúng tôi quyết định chọn mức phát triển của phụ tải sau 5 năm là 10%

Phụ tải lúc ban đầu là: Stt = 1710 KVA

Mức phát triển của phụ tải sau 5 năm là 10%: Stt = Skv + 10% = 1881 KVA

Vì đây là khu dân cư nên nhu cầu sử dụng thiết bị điện không xảy ra đồng thời, do đócông suất sử dụng tối đa chỉ 70%

Nên công suất của phụ tải là: Stt = 1881.0,7 = 1316 KVA

Do ở đây chúng tôi sử dụng máy biến áp ba pha nên công suất phụ tải cho mỗi phacũng chính là công suất để chọn máy biến áp: