Hiện nay, công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang diễn ra rất mạnh mẽ ở nước ta. Muốn thực hiện được mục tiêu đó, chúng ta phải thúc đẩy và phát triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn: Cơ khí, Điện Điện tử, Công nghệ thông tin… Trong đó ngành Điện đóng một vai trò rất quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân và đời sống của người dân . Nó đảm nhiệm việc cung cấp điện cho hầu hết các ngành trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế, ngoài ra sử dụng điện cùng với các thiết bị điện phục vụ nhu cầu cho cuộc sống của người dân, sẽ giúp nâng cao đời sống của người dân hơn.
HAUI ELECTRIC LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn mạnh mẽ nước ta Muốn thực mục tiêu đó, phải thúc đẩy phát triển số ngành cơng nghiệp mũi nhọn: Cơ khí, Điện - Điện tử, Cơng nghệ thơng tin… Trong ngành Điện đóng vai trò quan trọng ngành kinh tế quốc dân đời sống người dân Nó đảm nhiệm việc cung cấp điện cho hầu hết ngành lĩnh vực kinh tế, sử dụng điện với thiết bị điện phục vụ nhu cầu cho sống người dân, giúp nâng cao đời sống người dân Sau thời gian học tập, nhóm em giao nhiệm vụ thiết kế cấp điện cho xã nông nghiệp Bằng kiến thức giảng môn thiết kế cung cấp điện, môn học điện khác hiểu biết thực tế, nhóm em cố gắng để lập phương án cấp điện hợp lí, phù hợp cho q trình sinh hoạt sản xuất xã nông nghiệp Mặc dù, cố gắng trình làm thiết kế, kiến thức chưa vững kinh nghiệm thực tế nên có nhiều thiếu sót thiết kế Vì vậy, nhóm em mong thầy bảo giúp đỡ nhóm để nhóm bổ sung thiếu sót hồn thiện kiến thức ngành học Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn thầy tạo điều kiện giúp đỡ nhóm em hồn thành thiết kế HAUI ELECTRIC PHẦN 1: THUYẾT MINH Chương : Phụ tải tính tốn 1.12 Phụ tải thủy lợi Lượng nước cần tiêu trạm bơm ngày (= 72 h) 550.103 m3 Một cần tiêu lượng nước là: = 7638.89 m3/h Dự định đặt máy bơm 75 kW với lượng nước bơm 3000 m3/h Kiểm tra lại mức tiêu nước máy bơm ngày Trong ngày máy tiêu : 3000 72 = 648.103 m3 550.103 m3 Vậy đặt máy 75 kW cho trạm bơm Trong ngày ngập úng máy bơm làm việc hết cơng suất Phụ tải tính tốn thủy lợi là: = : hệ số đồng thời sử dụng n máy kt = 0,85 : hệ số tải máy bơm Hệ số công suất trạm bơm : = 0.8 Công suất tiêu nước: = 0.85 (75 + 75 + 75) = 191,25 kW S tn = = = 239,06 kVA HAUI ELECTRIC Sử dụng bóng đèn sợi đốt cơng suất 0,2 kW , cos = để chiếu sáng bên trạm bơm = 0,2 = 0,6 kW S tn = = = 0,6 kVA Tổng công suất cần cho thủy lợi: = 191,25 + 0,6 = 191,85 kW S tl = 239,06 + 0,6 = 239,66 kVA 1.13 Phụ tải chăn ni Trại chăn ni có 600 đầu lợn, diện tích chuồng trại S = 600 m2 Sử dụng máy nghiền thức ăn công suất 14 kW Sử dụng máy thái rau cỡ 1,7 kW máy phụ vụ 200 đầu lợn Sử dụng máy rửa chuồng trại công suất 2,8 kW máy phục vụ 200 đầu lợn Sử dụng bóng điện để chiếu sáng với hệ số công suất chiếu sáng: P0 = W/m2 Số lượng máy thái rau cần dùng : n = = = ( Trong đó: SL số đầu lợn ) Số lượng máy rửa chuồng là: n= = =3 Phụ tải tính tốn chăn ni : Phụ tải tính tốn cho chăn ni đặt n máy HAUI ELECTRIC = 0,85 : hệ số đồng thời sử dụng n máy kt = 0,9 : hệ số tải máy chăn nuôi Công suất chiếu sáng : = P0 S = 600 = 4800 W = 4,8 kW Phụ tải tính tốn cho trại chăn ni : Cos = 0,8 = 0,85 0,9 (14 + 3.1,7 + 2,8) + 4,8 = 29,82 kW S cn = = = 37,27 kVA 1.14 Phụ tải xay xát Trạm xay xát có máy , công suất máy 10kW Phụ tải tính tốn cho trạm xay xát n máy =1: hệ số đồng thời sử dụng n máy kt = 0.95 : hệ số tải máy xay xát Cos α =0,85 Phụ tải trạm xay xát : = 0,95 10 = 19 kW S xx = = = 22,35 kVA 1.15 Phụ tải bách hóa Diện tích khu bách hóa : 250 m2 HAUI ELECTRIC Hệ số công suất bách hóa : P0 bh = 20 W/ Phụ tải cho bách hóa : Pbh = P0 bh S S : Diện tích mặt dành cho bách hóa, m2 Cos α = 0,85 = 20 250 = 5000 W = kW S bh = = = 5,88 kVA 1.16 Phụ tải trụ sở xã Trụ sở xã có diện tích 300m2 Hệ số công suất trụ sở xã: P0 xã = 80 W/ Phụ tải cho trụ sở xã: Pxã = P0 xã S S : Diện tích trụ sở xã, m2 Cos α = 0,85 = 80 300 = 24000 W = 24 kW S xã = = = 28,23 kVA 1.17 Phụ tải trạm xá Trạm xá có phòng, phòng 20 m2 (diện tích 20 =100 m2) Hệ số cơng suất trạm xá P0 tx = 13 W/ Phụ tải cho trạm xá: Ptx = P0 tx S S : Diện tích trạm xá, m2 Cos = 0,85 = 13 100 = 1300 W = 1,3 kW S tx = = = 1,53 kVA HAUI ELECTRIC 1.18 Phụ tải trường học Trường học có 10 phòng , phòng có 35 m2 ( diện tích 10 35 =350 m2 ) Hệ số công suất phòng học: P0 ph = 15 W/phòng Phụ tải trường học : Ptrh = P0 ph S S : diện tích trường Cos α =0,85 = 15 350 = 5250 W = 5,25 kW S trh = = = 6,17 kVA 1.19 Phụ tải sinh hoạt thôn Hệ số công suất thôn : P0 = 0,5 kW/ hộ Phụ tải sinh hoạt cho làng xã : Psh= P0 H H : Số hộ gia đình khu vực Cos α = 0,85 + Thôn 1: 800*400 m2, 400 hộ P = 0,5 400 = 200 kW S = = = 235,29 kVA + Thôn 2: 700*400 m2, 350 hộ P = 0,5 350 = 175 kW S = = = 200,88 kVA + Thôn 3: 700*350 m2, 300 hộ P = 0,5 300 = 150 kW HAUI ELECTRIC S = = = 176,47 kVA + Thôn 4: 600*300 m2, 250 hộ P = 0,5 250 = 125 kW S = = = 174,06 kVA Tổng phụ tải sinh hoạt xã : = P + P + P + P = 200 + 175 +150 + 125 = 650 kW = = = 764,71 kVA 1.20 Phụ tải chiếu sáng công cộng Hệ số công suất chiếu sáng công cộng : P0 = W/m Chiều dài trục đường : 3150 m Phụ tải chiếu sáng cơng cộng : = P0 L L : Chiều dài trục đường cần chiếu sáng, m Cos α = 0,85 = 3150 = 15750 W = 15,75 kW = = = 18,53 kWA 1.21 Tổng phụ tải tính toán xã = Ptl + Pcn+ Pxx+ Pbh+ Pxã+ Ptx+ Ptrh+ Psh+ Pcs = 191,85 + 29,82 + 19 + + 24 + 1,3 + 5,25 + 650 + 15,75 = 941,97 kW HAUI ELECTRIC = Stl + Scn+ Sxx+ Sbh+ Sxã+ Stx+ Strh+ Ssh+ Scs = 239,66 + 37,27 + 22,35 + 5,88 + 28,23 + 1,53 + 6,17 + 764,71 +18,53 =1124,33 kVA Chương : Xác định sơ đồ cấp điện 2.1 Đặt vấn đề Xác định phương án cấp điện vấn đề quan trọng trình thiết kế, ảnh hưởng đến q trình vận hành ổn định thuận tiện cho việc sử dụng điện cho thơn xóm Sự phân bố hợp lí trạm biến áp giảm chi phí truyền tải phân phối điện cho khu vực yêu cầu Một xã nơng nghiệp thường có đặc trưng phụ tải sau : bơm tưới tiêu, trại chăn ni, trường học, trạm xá, trạm xay xát thóc gạo nghiển thức ăn, cửa hàng bách hóa, hộ dân cư Khi thiết kế cấp điện cho xã cần lưu ý điểm sau: + Bán kính cấp điện đường trục hạ áp l ≤ 500m để đảm bảo chất lượng điện áp + Trạm bơm nên đặt biến áp riêng, trường hợp công suất trạm bơm nhỏ kéo điện hạ áp tới phải kiểm tra độ sụt áp khởi động động + Nên đặt công tơ 100% cho hộ gia đình vả cơng tơ tập chung đặt cột + Cần đảm bảo hành lang an toàn đường điện, tránh cối va đập vào đường điện có mưa bão + Cần thực nối đất lặp lại cho ĐDK – 0,4 kV + Cần ý khoảng cách cột, độ võng, khoảng cách an toàn tiết diện dây tối thiểu theo quy phạm HAUI ELECTRIC Đề án thiết kế hệ thống cấp điện cho xã nơng nghiệp (có mặt cho hình bên ) Nguồn điện đường dây không 35 kV huyện cách xã 3km Hình 2.1 : Sơ đồ mặt xã nông nghiệp 2.2 Phương án cấp điện Vì khu vực nơng thơn, mức cấp điện thuộc lại 3, cần trạm biến áp khu vực vào trị số cơng suất tính tốn cho khu vực, vị trí mặt địa lí ta có hai phương án cấp điện cho xã sau: a Phương án : Đặt trạm biến áp + Đặt trạm biến áp T1 cho thôn Do ∑Stt = 174,06 kVA; ∑Ptt = 125 kW Chọn MBA ABB Công ti thiết bị Điện Đông Anh sản xuất với công suất 180 kVA, điện áp 35/0,4 kV HAUI ELECTRIC + Đặt trạm biến áp T2 cho thơn 3, bách hóa, trụ sở xã, trạm xá, trường học Do ∑Stt = 218,28 kVA; ∑Ptt = 185,55 kW Chọn MBA ABB Công ti thiết bị Điện Đông Anh sản xuất với công suất 250 kVA, điện áp 35/0,4 kV + Đặt trạm biến áp T3 cho thôn 2, trại chăn nuôi, trạm xay xát Do ∑Stt = 260,5 kVA; ∑Ptt = 223,82 kW Chọn MBA ABB Công ti thiết bị Điện Đông Anh sản xuất với công suất 315 kVA, điện áp 35/0,4 kV + Đặt trạm biến áp T4 cho thôn Do ∑Stt = 235,29 kVA; ∑Ptt = 200 kW Chọn MBA ABB Công ti thiết bị Điện Đông Anh sản xuất với công suất 250 kVA, điện áp 35/0,4 kV + Đặt trạm biến áp T5 cho trạm bơm Do ∑Stt = 239,66 kVA; ∑Ptt = 191,85 kW Chọn MBA ABB Công ti thiết bị Điện Đông Anh sản xuất với công suất 250 kVA, điện áp 35/0,4 kV Bảng chọn máy biến áp hãng ABB: Stt (kVA) SBA (kVA) Số máy Tên trạm Loại Thôn 174,06 180 01 T1 Bệt Thơn 3, bách hóa, trụ sở xã, trạm xá, trường học 218,28 250 01 T2 Bệt Thôn 2, trại chăn nuôi, trạm xay xát 260,5 315 01 T3 Bệt Khu vực 10 HAUI ELECTRIC Loại tụ Qb (kVAr) Uđm (V) Iđm (A Số pha ) DLE – 3H50 50 380 76 Kích thước (mm) Cao thùng Cao toàn 260 325 Tổng dung lượng bù Qb = 50 = 150 (kVAr) Ba đấu theo hình tam giác có cầu trì bảo vệ riêng thao tác máy cắt Để đo đếm, điều khiển máy cắt tụ, có đặt BU BI + Chọn đồng hồ: Trên tủ phân phối dặt đồng hồ Ampe, đồng hồ vôn, chuyển mạch, đồng hồ cosα công tơ Tất đồng hồ công tơ nhà máy thiết bị đo Trần Nguyên Hãn chế tạo Chọn máy biến đồng nhà máy thiết bị đo Trần Nguyên Hãn chế tạo có tỉ số biến đổi 500/5A để cấp dòng cho đồng hồ Chương : Thiết kế trạm biến áp T1 cho thôn thôn 5.1 Những vấn đề chung Thiết kế trạm biến áp phải đảm bảo, trạm làm việc ổn định, tin cậy trình vận hành Vị trí đặt trạm biến áp hợp lí , an tồn theo địa hình,đất đai, mơi trường, mỹ quan khu vực Chi phí đầu tư vận hành mạng điện hợp lí với khu vực ,từng cơng trình đối tượng khách hàng 42 HAUI ELECTRIC Các trạm biến áp đặt vaod trung tâm khu vực cho bán kính cấp điện nhỏ ( l 500 m) Vì điều kiện nông thôn cho phép, trạm dùng loại trạm bệt, máy biến áp đặt bệ xi măng trời, tủ phân phối đặt nhà mái bằng, trạm có tường bao quanh Phía cao áp trạm dùng cầu trì tự rơi đặt chống sét van, phía hạ áp đặt tủ phân phối có aptomat tổng aptomat nhánh Vì lộ 0,4 (kV) đường dây không nên tủ phân phối cho khu vực đặt chống sét van 5.2 Tính tốn thiết kế trạm biến áp cho thôn a Thiết kế trạm biến áp T1 cho thôn thôn + Theo phương án cấp điện chọn Do ∑Stt = 350,53 kVA; ∑Ptt = 275 kW Chọn MBA ABB Công ti thiết bị Điện Đông Anh sản xuất với công suất 400 kVA, điện áp 35/0,4 kV + Đặt trạm biến áp T1 loại bệt, thiết bị cao áp đặt cột, máy biến áp đặt bệ xi măng đất, tủ phân phối hạ áp đặt nhà, xây mái bằng, xung quanh tường cao 2m, có cửa sắt chắn, nhà phân phối có mái dốc để nước, vào có khóa kín, có cửa thơng gió chắn lưới để phòng chim, chuột … b Lựa chọn phần tử trạm biến áp + Chống sét van Dùng loại chống sét van AZLP - 35 hãng COOPER (Mỹ) chế tạo + Cầu trì tự rơi Itt = = = 6,6 (A) Chọn cầu chì tự rơi (CCTR): với Uđm = 35 (kV), Itt =6,6 (A) Chọn CCTR hãng COOPER (Mỹ) chế tạo 43 HAUI ELECTRIC Bảng thông số kĩ thuật CCTR : Loại CCTR Uđm (kV) Iđm (A) Icắt dòng tải (A) Trọng lượng (kg) C710 – 313PB 35 100 12 12,1 + Sứ đỡ Dùng loại sứ đứng 35kV PI35 Việt Nam chế tạo Bảng thông số kĩ thuật sứ: Kiểu Uđm (kV) Uchịu khô (kV) Uchịu ướt (kV) Tải trọng phá hủy khí (daN) 35kV PI35 35 110 85 1600 + Tủ phân phối hạ áp Tủ hạ áp vỏ tự tạo • Chọn aptomat tổng: IT = = 607,74 (A) Chọn aptomat có Iđm = 630 (A) Merlin Gerin chế tạo • Chọn aptomat cấp điện cho thôn 2: Itt = Iđm = = = 312,8 (A) Chọn aptomat có Iđm = 350 (A) Nhật chế tạo • Chọn aptomat cấp điện cho thôn 3: Itt = Iđm = = = 268,12 (A) Chọn aptomat có Iđm = 300 (A) Nhật chế tạo • Chọn góp IđmBA = = = 607,74 (A) Chọn góp đồng , tiết diện 40 x có Icp = 625 (A) 5.3 Thiết kế nối đất cho trạm biến áp 44 HAUI ELECTRIC : Cọc : Thanh nối Hình 5.3 : Mặt bằng, mặt cắt hệ thống nối đất TBA Nối đất bảo vệ nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho người vận hành sử dụng điện Nối đất bảo vệ trạm biến áp để ngăn ngừa nguy hiểm có chập mạch cuộn cao áp cuộn hạ apstrong máy biến áp, phần tử thường khong mang điện có nguy bị rò điện : vỏ máy biến áp, vỏ tủ phân phối, cổng trạm… Hệ thống nối đất bao gồm thép L60 x 60 x dài 2,5 (m) nối với thép dẹt 40 x 40 (mm) tạo thành mạch vòng nối quanh trạm biến áp Các cọc đóng sâu mặt đất 0,7 (m) thép dẹt hàn chặt với cọc độ sâu 0,8 (m) Vì trạm biến áp có công suất S = 400 (kVA) nên ta cần phải tính tốn điện trở nối đất đạt u cầu Rđ 10 () Trạm đặt nơng thơn có kích thước x (m), điện trở suất mùa khô = 40 (Ωm) = 0,4.104 (Ωcm) Cọc tiếp địa dùng thép góc L 60 x 60 x có: 45 HAUI ELECTRIC Rlc = 0,00298 max Rlc = 0,00298 0,4.104 1,5 = 17,88 (Ω) Xác định sơ số cọc: n = = = 5,58 cọc Lấy tròn cọc, = 0.8 tra bảng mạch vòng nối đất chơn bên tường trạm có chu vi (5+6).2 = 22 m Thép dẹt 40 x chôn độ sâu 80cm Điện trở thép nối : RT = lg ( RT = lg ( = 8,94 (Ω) Tra bẳng = 0,45, ta điện trở nối đất : = = 19,87 (Ω) Điện trở nối đất cần thiết toàn cọc là: RC = = = 5,0 (Ω) Số cọc cần phải đóng là: n = = = 4,47 cọc Tóm lại, thiết kế hệ thống nối đất cho trạm sau: dùng cọc thép góc L 60 x 60 x dài 2,5 (m) chơn thành mạch vòng 22 (m) nối với thành thép dẹt x 40 đặt cách mặt đắt 0,8 (m) Điện trở nối đất thực tế hệ thống Rđ < (Ω) 46 HAUI ELECTRIC Cách nối thiết bị trạm biến áp vào hệ thống tiếp địa sau: từ hệ thống tiếp địa làm sẵn đầu nối ( gọi đầu bài) + Trung tính 0,4 kV nối với dây đồng mền M-95 + Đáy chống sét nối với nối với dây thép 10 + Toàn phần sắt trạm: cổng trạm, máy biến áp, vỏ tủ phân phối … nối với thứ thép 10 PHẦN : BẢN VẼ Bảng số liệu phụ tải tính toán STT Ptt (kW) Cos Stt (kVA) Máy bơm 191,25 0,8 239,06 Chiếu sáng 0,6 0,6 Máy chăn nuôi 25,02 0,8 31,27 Chiếu sáng 4,8 0,8 Phụ tải Phụ tải thủy lợi Phụ tải chăn nuôi Phụ tải xay xát 19 0,85 22,35 Phụ tải bách hóa 0,85 5,88 Phụ tải trụ sở xã 24 0,85 28,23 Phụ tải trạm xá 1,3 0,85 1,53 Phủ tải trường học 5,25 0,85 6,17 Thôn 200 0,85 235,29 Thôn 175 Phụ tải sinh hoạt thôn 200,88 47 HAUI ELECTRIC Thôn 150 176,47 Thôn 125 174,06 Phủ tải chiếu sáng công cộng 15,75 0,85 18,53 10 Tổng hợp phụ tải tính tốn xã 941,97 0,84 1124,33 Bản vẽ Hình : Sơ đồ máy biến áp cấp điện cho xã 48 HAUI ELECTRIC Trạm bơm Trại trăn nuôi Trạm xay xát Bách hóa Trụ sở xã Trạm xá Trường học 49 HAUI ELECTRIC 50 HAUI ELECTRIC 51 HAUI ELECTRIC Hình : Sơ đồ mặt cấp điện cho trạm bơm : cáp từ biến áp : Cáp từ tủ phân phối đến hộp cầu dao tường : Tủ phân phối : Bảng điện chiếu sáng : Hộp cầu dao : Cáp từ cầu dao tới máy bơm : Bơm nước 52 HAUI ELECTRIC Hình 4: Sơ đồ nguyên lí cấp điện cho trạm bơm 53 HAUI ELECTRIC 54 HAUI ELECTRIC Hình : Sơ đồ mặt trạm biến áp Bệ máy biến áp Tủ phân phối hạ áp Ghế cách điện Chống sét van Cầu chì tự rơi Sứ đỡ Thanh đồng cứng 8 Tường rào trạm Cửa thơng gió có lưới 10 Hệ thống tiếp địa 55 HAUI ELECTRIC PHỤ LỤC 56 ... phương án cấp điện tối ưu Với phương án cấp điện cần tới trạm biến áp để phân phối cấp điện cho xã, phương án cấp điện cần trạm biến áp để phân phối cấp điện cho xã Chọn phương án cấp điện Đánh... cấp điện cho xã nơng nghiệp (có mặt cho hình bên ) Nguồn điện đường dây không 35 kV huyện cách xã 3km Hình 2.1 : Sơ đồ mặt xã nông nghiệp 2.2 Phương án cấp điện Vì khu vực nơng thơn, mức cấp điện. .. : Xác định sơ đồ cấp điện 2.1 Đặt vấn đề Xác định phương án cấp điện vấn đề quan trọng trình thiết kế, ảnh hưởng đến q trình vận hành ổn định thuận tiện cho việc sử dụng điện cho thơn xóm Sự phân