bài tập lớn thiết kế cung cấp điện

Tính toán chiếu sáng 1.1Khái quát chung về kỹ thuật chiếu sáng………………………...5 1.2. Tổng quan về các loại bóng và nguồn sáng...............................7 1.3.Tính toán chi tiết chiếu sáng và động lực cho trạm bơm……..18Chương 2:Thiết kế cung cấp điện cho xã 2.1.Khái quát ……………………………………………………..20 2.2 Phân loại……………………………………………………….21 2.3 Kết cấu trạm biến áp và trạm phân phối ………………………23 2.4 Tính toán chọn lựa máy biến áp ……………………………...25Chương 3 : Vạch phương án cung cấp điện cho xã………………………..31 3.1 :Phương án 1…………………………………………………...31 3.2 :Phương án 2…………………………………………………...33 3.3 :Tính toán đi dây mạng điện…………………………………..34 3.4 :Tính toán chọn ta phương án tói ưu…………………………..39Chương 4 :Xác dòng điện ngắn mạch + Chọn và kiểm tra các thiết bị điện 4.1 Lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp hạ áp………………43 4.1.1. Lựa chọn các thiết bị cao áp cho xã…………………43 4.1.2. Lựa chọn cầu chì tự rơi cho các trạm biến áp của xã.49 4.1.3. Lựa chọn chống sét van……………………………..49 4.2: Lựa chọn các thiết bị hạ áp cho xã…………………………….52 4.2.1. Chọn tủ phân phối……………………………………52 4.2.2. Lựa chọn thanh góp cho các trạm biến áp………….53 4.2.3. Lựa chọn dây dẫn cho các thôn………………………54Chương 5 :Tính toán nối đất 5.1 Cách thực hiện nối đất………………………………………..55 5.2 Chọn thông số và cách nối đất……………………………….58Chương 6:Tính toán bù công suất phản kháng và phương án nâng cao hệ số công suất 6.1. Đặt vấn đề……………………………....................................62 6.2. Xác định dung lượng bù cần thiết………………....................63 6.3. Chọn thiết bị bù………………………………………………66 6.4. Vị trí đặt tụ bù………………………………………………...69Chương7 :Dự toán công trình 7.1:Hạch toán công trình.................................................................71 7.2 Tính toán kinh tế tài chính……………………………………73Kết luận………………………………………………………………………75

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Khoá : 8 Khoa: Điện

Giáo viên hướng dẫn : Ninh Văn Nam

NỘI DUNG

Một xã nông nghiệp có mặt bằng như sau:

N Thôn 3 Trạm xá

1km

Trường học

ủy ban xã Thôn 1

Thôn 2 Thôn 4 Trạm bơm

Thôn1 : 100 hộ dân, Thôn2: 260 hộ dân, Thôn3 : 250 hộ dân, Thôn4: 240 hộ dân

ủy ban xã: Gồm 4 tầng mỗi tầng 4 phòng diện tích 10x16m

Trạm xá: Gồm 2 tầng mỗi tầng 6 phòng diện tích 10x16m

Trường học: Công suất đặt 150KVA, Cos = 0,8

Trạm bơm: : Gồm 1 tầng mỗi tầng 6 phòng diện tích 10x16m, mỗi phòng 2 máybơm 12kw, Cos = 0,78

 Thiết kế chiếu sáng và động lực chi tiết cho Trạm bơm

 Thiết kê cung cấp điện cho xã trên

Điện áp nguồn 10kv, Tmax = 4000h

Ngày giao đề : ……… Ngày hoàn thành :

………

Ninh Văn Nam

Mục lục Lời nói đầu

Chương 1: Tính toán chiếu sáng

1.1Khái quát chung về kỹ thuật chiếu sáng……… 5

1.2 Tổng quan về các loại bóng và nguồn sáng 7

1.3.Tính toán chi tiết chiếu sáng và động lực cho trạm bơm…… 18

Chương 2:Thiết kế cung cấp điện cho xã 2.1.Khái quát ……… 20

2.2 Phân loại……….21

2.3 Kết cấu trạm biến áp và trạm phân phối ………23

2.4 Tính toán chọn lựa máy biến áp ……… 25

Chương 3 : Vạch phương án cung cấp điện cho xã……… 31

3.1 :Phương án 1……… 31

3.2 :Phương án 2……… 33

3.3 :Tính toán đi dây mạng điện……… 34

3.4 :Tính toán chọn ta phương án tói ưu……… 39

Chương 4 :Xác dòng điện ngắn mạch + Chọn và kiểm tra các thiết bị điện 4.1 Lựa chọn các phần tử trong mạng cao áp hạ áp………43

4.1.1 Lựa chọn các thiết bị cao áp cho xã………43

4.1.2 Lựa chọn cầu chì tự rơi cho các trạm biến áp của xã.49

4.1.3 Lựa chọn chống sét van……… 49

4.2: Lựa chọn các thiết bị hạ áp cho xã……….52

4.2.1 Chọn tủ phân phối………52

4.2.2 Lựa chọn thanh góp cho các trạm biến áp………….53

4.2.3 Lựa chọn dây dẫn cho các thôn………54

Chương 5 :Tính toán nối đất 5.1 Cách thực hiện nối đất……… 55

5.2 Chọn thông số và cách nối đất……….58

Chương 6:Tính toán bù công suất phản kháng và phương án nâng cao hệ số công suất 6.1 Đặt vấn đề……… 62

6.2 Xác định dung lượng bù cần thiết……… 63

6.3 Chọn thiết bị bù………66

6.4 Vị trí đặt tụ bù……… 69

Chương7 : Dự toán công trình 7.1:Hạch toán công trình 71

7.2 Tính toán kinh tế tài chính………73

Kết luận………75

Tài liệu tham khảo……….76

LỜI NÓI ĐẦU

Cung cấp điện là một vấn đề quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế vànâng 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 tadang trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hôichủ 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 qualại tới nhiều vấn đề lớn của xã hội như phát triển kinh tế ,dân số,chất lượng cuộcsống,trình độ công nghệ,mức độ công nghiệp hóa.Nước ta đang trong quá trìnhhội nhập vào nền kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa.Trong thời kìcông nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì điện năng là một trong những thànhphần cơ sở hạ tầng của mọi thành phần xã hội do đó điện năng là phải luôn đitrước đón đầu sự phát triển của các ngành kinh tế cũng như xã hội để đáp ứngnhư cầu sử dụng không những của hiện tại mà phải tính cả cho tương lai

Do đó,để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần phải có biện pháp nâng cấp sửachữa nguồn điện cũ,xây dựng nguồn điện mới,cải tạo các đường dây cấpđiện.Trước những yêu cầu thực tiễn khách quan trên chúng em đã xây dựng vàthiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xã ở trên

Chương 1 Tính toán thiết kế chiếu sáng

1.1Khái quát chung về kỹ thuật chiếu sáng

Để thuận tiện cho việc tìm hiểu sâu hơn về kỹ thuật chiếu sáng, sau đây chúngtôi xin liệt kê một vài khái niệm cơ bản hay dùng trong chiếu sáng:

Quang thông(Φ))

Đại lượng thông lượng ánh sáng dùng trong kỹ thuật chiếu sáng được đo

trong đơn vị lumens(lm) Một lumen của ánh sáng, không phụ thuộc vào bước

sóng của nó (màu), tương ứng với độ sáng mà mắt người cảm nhận được Mắt

người cảm nhận khác nhau đối với các ánh sáng có bước sóng khác nhau, cảmnhận mạnh nhất đối với bước sóng 555 nm.

Cường độ sáng(I)

Cường độ sáng I, đo trong đơn vị candela(cd) Đó là thông lượng của một

nguồn sáng phát ra trong một đơn vị góc không gian (steradian)

Candela là một đơn vị cơ bản dùng trong việc đo thông số nguồn sáng vàđược tính như sau: 1 candela là cường độ mà một nguồn sáng phát ra 1 lumen đẳnghướng trong một góc đặc Một nguồn sáng 1 candela sẽ phát ra 1 lumen trên mộtdiện tích 1 mét vuông tại một khoảng cách một mét kể từ tâm nguồn sáng Có thểthấy cường độ nguồn sáng giảm theo khoảng cách kể từ nguồn sáng 1cd = 1lm/1steradian

Độ rọi(E)

Độ rọi E(đơn vị lux) là đại lượng đặc trưng cho thông lượng ánh sáng trên

Nhiệt độ màu(đo bằng đơn vị Kenvin) là màu của ánh sáng mà nguồn sáng

phát ra Nhiệt độ màu được định nghĩa là nhiệt độ tuyệt đối của một vật bức xạ đen

có phổ bức xạ giống phổ bức xạ của nguồn sáng

Độ hoàn màu

Độ hoàn màu được biểu diễn bằng chỉ số hoàn màu(CRI) có độ lớn từ 0 đến

100, diễn tả độ hoàn màu của các vật được chiếu sáng trong mắt người so với màuthực của nó CRI càng cao thì khả năng hoàn màu càng lớn

Hiệu suất của đèn

Hiệu suất của đèn là đại lượng đo hiệu suất của nguồn sáng trong đơn vịlumen trên Oát (L/W), là tham số xác định lượng ánh sáng phát ra khi tiêu thụ mộtOát (W) năng lượng điện

Thời gian sống trung bình

Thời gian sống trung bình là thời gian mà 50% số lượng đèn sử dụng bị cháy(thường được xác định trong phòng thí nghiệm)

1.2 Tổng quan về các loại bóng và nguồn sáng

Công nghệ chiếu sáng ngày càng thay đổi, các nhà sản xuất liên tục đưa ranhững sản phẩm mới có tính năng cũng như hiệu quả chiếu sáng cao, công nghệhiện đại Những sản phẩm này dần dần thay thế những loại đèn cũ vừa tốn điện,hiệu suất thấp và tuổi thọ không cao Với mục đích giúp người sử dụng có thể chọn

và sử dụng các loại đèn trong ứng dụng thực tế, chúng tôi xin giới thiệu một số loạibóng đèn và những đặc trưng của chúng

1.2.1 Bóng đèn Sợi đốt

I.1.2.1.1 Bóng đèn Sợi đốt thông dụng

Bóng đèn sợi đốt nói chung là đèn có sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn, chúng cónhiều dạng bóng đèn khác nhau (trong suốt, mờ, trắng đục, màu, v v.) Phần lớnhiện nay là loại trắng đục có công suất trong khoảng 15 đến 1000 watts có đui xoáyhoặc đui ngạnh Một số loại của bóng đèn này thuộc loại để trang trí có hình dạngnhư ngọn nến hoặc hình chữ nhỏ Những loại bóng này rất không hiệu quả, hiệusuất chỉ khoảng 11-19 lm/W Thông thường chúng có thời gian sống tương đốingắn khoảng 1000 giờ, nhưng chúng có giá thành ban đầu thấp và CRI=100,CT=2700K Với những tiến bộ hiện thời của đèn huỳnh quang thu gọn và đèn sợiđốt pha hơi halogen thì việc tiếp tục sử dụng đèn sợi đốt thông thường là khó chấpnhận

1.2.1.2 Bóng đèn Sợi đốt có lớp phản xạ

Bóng đèn Sợi đốt có lớp phản xạ là loại bóng sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn cóbóng đèn được tráng ở mặt trong hay mặt ngoài một lớp phản xạ để tăng cường tậptrung ánh sáng theo một hướng nhất định Bóng đèn này thường có hai loại: Loạibóng có dạng chụm có lớp phản xạ nhôm và loại bóng phản xạ dạng nở xòe Cũnggiống như các bóng sợi đốt khác loại bóng này có thời gian sống ngắn, hiệu suấtrất thấp Công suất của bóng trong khoảng 40-300W

1.2.1.3 Bóng đèn sợi đốt Halogen

Bóng đèn sợi đốt halogen thường có một hoặc hai đầu dùng ngay nguồn điệnlưới không qua bộ biến đổi điện Cũng thuộc loại bóng đèn sợi đốt nên chúng cóhiệu suất thấp so với các loại bóng khác Tuy nhiên nhờ có các nguyên tử khíhalogen nên so với bóng sợi đốt thông thường chúng có hiệu suất cao hơn 20% vàđặc tính quang học cũng ổn định hơn với thời gian Ngoài ra những bóng halogenloại mới với lớp tráng phản xạ tia hồng ngoại làm tăng hiệu suất của chúng lên đến25-30% so với bóng halogen thông thường

Những đặc trưng chính của loại bóng đèn này là:

1.2.2 Bóng đèn Huỳnh quang

I.1.2.2.1 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 38mm(T12)

Bóng đèn huỳnh quang T12 là loại bóng huỳnh quang ống dài có đường kínhlớn nhất và là được thiết kế đầu tiên Những bóng đèn loại này đang lưu dùng hiệnnay được tráng bột huỳnh quang halophosphate thông thường và nạp khí argon.Chúng là những bóng đèn huỳnh quang hiệu suất thấp nhất và được khuyến cáokhông nên lắp đặt mới và nên thay bằng bóng đèn huỳnh quang có đường kính 26mm

Đặc điểm của bóng đèn huỳnh quang T12:

1.2.2.2 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 26mm(T8)

Đây là loại bóng đèn huỳnh quang ống dài thông dụng nhất ở Châu Âu.Đường kính của chúng bằng 26 mm Bóng T8 là một trong các nguồn sáng huỳnhquang hiệu suất cao Hơn nũa giá của chúng hiện nay thấp hơn giá của bóng T12.Bóng T8 được phân ra làm ba loại tuỳ thuộc vào loại bột phosphor tráng lên mặttrong thành ống:

nay nhưng có nhược điểm là để đạt được chỉ số hoàn màu tốt thì lại phải

hy sinh chỉ tiêu về hiệu suất Chỉ số hoàn màu trong khoảng từ 50 đến 75

 Bột huỳnh quang ba màu (còn gọi là triphosphors): loại bột này vừa cóchỉ số hoàn màu tốt vừa có hiệu suất cao tuy nhiên nó đắt hơn bột huỳnhquang thông thường Chỉ số màu nằm trong khoảng từ 80 đến 85.

hơi thấp hơn so với bột ba màu CRI của chúng thường bằng 90 hoặchơn

Bóng đèn đường kính 26mm tráng bột huỳnh quang thông thường phát cùngthông lượng ánh sáng tính trên một đơn vị độ dài như bóng đèn đường kính 38 mmnhưng chúng tiêu thụ năng lượng ít hơn 8% Cùng loại bóng đèn nhưng tráng bột

ba màu không những tiêu thụ năng lượng ít hơn 8% nhưng phát hơn 10% thônglượng và có CRI cao hơn

Bóng đèn dùng bột huỳnh quang đa màu có CRI rất cao thường dùng trongtriển lãm, bảo tàng, phòng trưng bày tranh v v và những ứng dụng khác đòi hỏichỉ số hoàn màu cao

Đặc trưng của bóng đèn huỳnh quang T8:

1.2.2.3 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 16mm(T5)

Xuất hiện trên thị trường năm 1995 loại bóng đèn này là sản phẩm mới của bóngđèn huỳnh quang ống dài đường kính chỉ có 16 mm Loại bóng nhỏ này có hiệu

suất tăng hơn 7% so với T8 (hiệu suất của nó là 95 so với 89%của T8) Thêm vào

đó T5 cũng có lớp phản xạ tráng cùng lớp bột huỳnh quang nên hiệu suất của nócũng cao hơn so với loại T8 có lớp phản xạ Bóng T5 yêu cầu ổ cắm, chấn lưu vàmáng đèn riêng của nó Do vậy loại bóng đèn này thường dùng để lắp đặt mới

Đặc trưng của bóng huỳnh quang T5:

P =14 - 80 Watt

CT =3000 - 6000 K; CRI= 85

Hiệu suất = 80 - 100 lm/W

Tuổi thọ trung bình = 8000 giờ

1.1.2.4 Bóng đèn Huỳnh quang chân cắm

Đây là loại bóng huỳnh quang thu gọn có chân cắm vào chấn lưu điện tử

Những đặc trưng chính:

1.1.2.5 Bóng đèn Huỳnh quang tích hợp chấn lưu (bóng đèn compact)

Loại bóng đèn này gắn liền với chấn lưu và đui ngạnh hoặc xoáy để cắmthẳng vào ổ cắm của bóng sợi đốt tiêu chuẩn.

Bóng đèn với chấn lưu liền được thiết kế để thay đèn sợi đốt Giá của chúnggiảm nhiều trong thời gian gần đây khiến việc thay thế của chúng ngày càng thuậnlợi tuy nhiên để lắp đặt đèn mới thì loại chấn lưu rời nói ở trên vẫn được ưachuộng hơn

Đặc trưng cơ bản:

1.2.3 Bóng đèn Cao áp thuỷ ngân

Không giống như các loại pha trộn, bóng đèn thủy ngân cao áp tiêu chuẩnkhông có điện cực khởi động Do chúng có hiệu suất thấp, CRI thấp và ảnh hưởngkhông tốt lên môi trường do chứa thủy ngân nên loại bóng đèn này hiện đã trở nênlỗi thời

Đặc trưng cơ bản của loại bóng này:

Đây là loại bóng đèn phóng điện mà phần lớn ánh sáng được phát bởi hỗnhợp hơi thủy ngân và các sản phẩm phân ly của muối kim loại nhóm halogen(halide) So với bóng thủy ngân cao áp, bóng halide có hiệu suất cao hơn nhiều.

So với bóng đèn Natri cao áp bóng halide có cùng nhiều ưu điểm nhưng cócác đặc trưng khác nhau Hiệu suất của MH tương đương của bóng HPS, chúng cócông suất trong khoảng rộng từ 50 đến 2000 W MH có ánh sáng trắng và lạnh hơnđèn HPS và có tính hoàn màu tốt hơn HPS và do đó được dùng ở những chỗ đòihỏi hiệu suất và tính chất hoàn màu của bóng đèn Tuy nhiên với thời gian ánhsáng của MH cũng thay đổi Những nhược điểm của MH so với HPS là chúng cóthời gian sống ngắn hơn để trả giá lại cho việc có tính hoàn màu tốt hơn

Trong các loại HPS thì loại HPS tiêu chuẩn có đặc trưng màu cơ bảnnhất(ngược với loại HPS trắng thông thường) Loại bóng đèn này có hiệu suất tốthơn và thời gian sống dài hơn so với bóng MH nhưng màu của chúng ít lạnh và íttrắng hơn và độ hoàn màu cũng không tốt bằng So với bóng thủy ngân cao ápchúng có hiệu suất cao hơn So với bóng đèn Natri thấp áp hiệu suất của chúngthấp hơn nhưng độ trả màu tốt hơn.

Bóng đèn HPS tiêu chuẩn có công suất trong khoảng từ 50 đến 1000 W.Những bóng công suất cao được đặt trong vỏ bảo vệ để dùng trong các môi trườngcông nghiệp Tính chất hoàn màu của các đèn trong dải công suất nói trên làm tăngthêm khả năng ứng dụng của chúng Những bóng HPS có màu ấm, thời gian bật lạingắn, tuổi thọ dài Chúng tương thích với các bộ đèn đường tầng cao và tầng thấp

và có thể dùng để chiếu sáng tầng cao và hắt từ trần nhà trong các công sở côngnghiệp Đồng thời có thể dùng chúng trong các gian thể thao, bể bơi, tập nhịp điệu

và để chiếu sáng ngoài trời ngay cả trong các bãi đỗ xe

Đặc trưng cơ bản:

1.2.5.2 Bóng Cao áp SON trắng

So với bóng đèn tiêu chuẩn loại đèn này có ánh sáng trắng hơn Đèn HPS

có hiệu suất thấp hơn đèn HPS tiêu chuẩn nhưng tiêu thụ công suất ít hơn và cóđặc trưng màu cải thiện hơn Do vậy mà chúng được sử dụng trong các ứngdụng giống như bóng đèn MH kể cả các cửa hàng bán lẻ tư nhân

Đặc trưng cơ bản:

1.2.6 Bóng đèn Natri áp suất thấp

Đây là một trong các bóng đèn phóng điện Áng sáng phát ra do bức xạ củahơi natri LPS là loại bóng đèn hiệu suất cao nhất hiện nay có giá trị đến 200 lm/W.Bởi vì ánh sáng của đèn là màu vàng đơn sắc nên chỉ dùng chúng ở những chỗkhông cần đến sự phân biệt màu sắc Thông thường chúng dùng để chiếu sángđường

Đây là đèn loại cảm ứng yêu cầu tích hợp hình học đặc biệt Chúng có hiệusuất tốt cao đến 71 lm/W và chỉ số hoàn màu tốt (cao hơn 80) Do không có điệncực nên đèn có thể khởi động nhanh và có thể bật tắt nhiều lần mà không gây giàhóa như trong trường hợp đèn có điện cực Tuổi thọ của chúng khoảng 60000 giờdài hơn nhiều so với loại đèn cảm ứng dùng chấn lưu gắn liền.

Những lĩnh vực ứng dụng là chiếu sáng ngoài trời cũng như trong nhà ởnhững chỗ mà việc thay đèn rất tốn phí hoặc rất nguy hiểm Do những cải tiến mớiđây (kích thước nhỏ hơn, giá hạ hơn) và hình dạng của chúng nên ánh sáng phát ra

dễ điều khiển hơn so với trường hợp đèn huỳnh quang ống dài và cho phép tự dohơn trong việc thiết kế bộ đèn khiến chúng đôi khi được ưn chuộng hơn đèn huỳnhquang thông thường Vì vậy, hiện nay, chúng có mặt tại các ứng dụng truyền thốngnhư trong cửa hàng, thư viện, ở đâu mà phí tổn bảo dưỡng là quan trọng

1.2.8 Bóng đèn Sulphur

Bóng đèn Sulphur là loại bóng không có điện cực, ánh sáng phát ra do bức

xạ của các nguyên tử sulphur trong môi trường khí argon khi bị kích thích bởi sóng

vi ba

Bóng đèn này không chứa thuỷ ngân, bền màu, già hóa hầu như bằng không,thời gian khởi động rất ngắn, bức xạ hồng ngoại cực ít, bức xạ cực tím cũng rấtyếu, hiệu suất cao (khoảng 100 lm/W), công suất cao, rất sáng và phân bố phổ đầytrong vùng nhìn thấy (xem hình trên) Đây là bóng đèn lý tưởng để chiếu sángtrong nhà tại những nơi diện tích rộng như nhà máy, kho hàng, trường đấu và phốbuôn bán Nó cũng lý tưởng cho chiếu sáng ngoài trời và tiềm tàng cho ứng dụngchiếu sáng kiến trúc và an ninh

Bóng đèn sulphur có thể điều chỉnh độ sáng về đến mức 30% cung cấp ánhsáng có nhiệt độ màu đến 6.000 Kelvin với CRI = 80 Do không có dây tóc nên

loại bóng này không thay đổi màu và cường độ sáng với thời gian và hoàn màu gầnđúng màu của các vật mà chúng chiếu sáng.

Diode phát quang hiện nay đã được kiểm tra và thương mại hóa trong nhiềuứng dụng đa dạng, như làm tín hiệu giao thông, mật hiệu, đèn flash, và đèn chiếusáng kiểu vòng gắn ngoài cho kính hiển vi Ánh sáng do đèn LED trắng phát ra cóphổ nhiệt độ màu tương tự với đèn hơi thủy ngân, loại đèn thuộc danh mục chiếusáng ban ngày Phổ phát xạ của đèn LED trắng được biểu diễn trong hình 3, cực

đại phát tại 460nm là do ánh sáng xanh lam phát ra bởi diode bán dẫn galliumnitride, còn vùng phát sáng rộng cường độ cao nằm giữa 550 và 650nm là do ánhsáng thứ cấp phát ra bởi phosphor phủ bên trong lớp vỏ polymer Sự tổng hợp cácbước sóng tạo ra ánh sáng “trắng” có nhiệt độ màu tương đối cao, là vùng bướcsóng thích hợp cho việc chụp ảnh và quan sát ở kính hiển vi quang học.

1.2.10 Đèn Laser

Một nguồn phát ánh sáng khả kiến nữa đang có tầm quan trọng ngày càngcao trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, đó là laser Laser là tên viết tắt từLight Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (Khuếch đại ánhsáng bằng sự phát bức xạ cưỡng bức) Một trong những đặc điểm vô song của laser

là chúng phát ra chùm ánh sáng liên tục gồm một bước sóng riêng biệt (hoặc đôikhi là một vài bước sóng), cùng pha, đồng nhất, gọi là ánh sáng kết hợp Bướcsóng ánh sáng do laser phát ra phụ thuộc vào loại chất cấu tạo nên laser là tinh thể,diode hay chất khí Laser được sản xuất đa dạng về hình dạng và kích thước, từnhững chiếc laser diode bé xíu đủ nhỏ để lắp khít vào lỗ kim, cho tới những thiết bịquân sự và nghiên cứu chiếm đầy cả một tòa nhà

Laser được sử dụng làm nguồn sáng trong nhiều ứng dụng, từ các đầu đọcđĩa compact cho tới các thiết bị đo đạc và dụng cụ phẫu thuật Ánh sáng đỏ quenthuộc của laser helium-neon (thường viết tắt là He-Ne) được dùng để quét mã vạchhàng hóa, nhưng cũng đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống hiển vi quétlaser đồng tiêu Ứng dụng laser trong kính hiển vi quang học cũng ngày càng trởnên quan trọng, vừa là nguồn sáng duy nhất, vừa là nguồn sáng kết hợp với cácnguồn sáng huỳnh quang và/hoặc nguồn nóng sáng Mặc dù giá thành tương đốicao, nhưng laser cũng tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật huỳnh quang,chiếu sáng đơn sắc, và trong các lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng như kĩ thuật

quét laser đồng tiêu, phản xạ nội toàn phần, truyền năng lượng cộng hưởng huỳnhquang, và kính hiển vi nhân quang.

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ khoa học kỹ thuật như hiệnnay, hi vọng trong tương tai sẽ có ngày càng nhiều những phát minh, tìm tòi tronglĩnh vực chiếu sáng tạo ra những sản phẩm tối ưu không chỉ nhằm phục vụ chomục đích thắp sáng thông thường mà còn phục vụ cho thắp sáng trang trí, nghệthuật…

1.3:Tính toán hệ thống chiếu sáng và động lực cho trạm bơm

Dùng đèn sợi đốt có cos = 1 Trần nhà cao h = 4,5 (m), mặt công tác h 2 = 1,4 (m), độ cao treo đèn cách trần h 1 = 0,6 (m).

Vậy H = 4,5 - 1,4 – 0,4 = 2,5 (m)

Tra bảng chiếu sáng nhà xưởng chọn L/H = 1,8

Xác định được khoảng cách giữa các đèn L = 1,8.2,5 = 4,5 (m)

Chọn L = 5 (m)

Đèn được bố trí làm 2 dãy cách nhau 5 (m), cách tường 3 (m), tổng cộng có

6 bóng, mỗi bóng cách nhau 5 (m), cách tường 2,5 (m)

Chọn Attomat 3 pha

I tt = = = 1,4 (A)

 Công suất chiếu sáng.

Lấy công suất phụ tải là P0 = 12 (W/m2), mỗi phòng có diện tích là160(m2), gồm 6 phòng

cấp điện áp khác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng vớicác nhà máy phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thốngnhất Dung lượng của các nhà máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vậnhành của các trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiểu kinh tế - kỹ thuậtcủa hệ thống cung cấp điện Vì vậy việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũnggắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp điện Dung lượng và các tham sốkhác của nhà máy biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp của mạng,vào phương thức vận hành của máy biến áp v.v… Vì thế để lựa chọn được trạmbiến áp tốt nhất, chúng ta phải xét tới nhiều mặt và phải tiến hành tính toán so sánhkinh tế - kỹ thuật giữa các phương án đặt ra Thông số quan trọng nhất của máybiến áp là điện áp định mức và tỷ số biến áp U1/U2 Hiện nay nước ta đang dùngcác cấp điện áp sau đây:

2.1.1 Cấp cao áp

Do lịch sử để lại, hiện nay ở nước ta còn dùng 66, 35, 15, 10, và 6 kv,nhưng trong tương lai các cấp điện áp nêu trên sẽ được cải tạo để dùng thống nhấtcấp 22 kv

2.2 Phân loại

Trạm phân phối điện và trạm biến áp Trạm phân phối điện chỉ gồm các thiết

bị điện như cầu dao cách ly, maý cắt điện, thanh góp v.v… dùng để nhận và phânphối điện năng đi các phụ tải, không có nhiệm vụ biến đổi điện áp Trạm biến ápkhông những có những thiết bị trên mà còn có các máy biến áp dùng để biến đổiđiện áp từ cao xuống thấp hoặc ngược lại Người ta phân loại trạm biến áp theonhiệm vụ sau:

2.2.1 Trạm biến áp trung gian

Trạm có nhiệm vụ nhận điện của hệ thống điện ở cấp cao áp có U = 110 –

220 kv để đổi thành cấp trung áp có U = 22 – 35 kv

2.2.2 Trạm biến áp phân xưởng

Trạm nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi xuống các loại điện ápthích hợp để phục vụ cho các phụ tải phân xưởng.Phía sơ cấp có thể là 22 hoặc 35

kv, phía thứ cấp co thể là 660V, 380/220 V hoặc 220/127 V Về mặt hình thức vàcấu trúc của trạm người ta chia thành trạm ngoài trời và trạm trong nhà:

 Trạm biến áp ngoài trời.

Ở loại này, các thiết bị điện như dao cách ly, máy cắt điện, máy biến áp,thanh góp.v.v … đều đặt ngoài trời Riêng phần phân phối điện áp thấp thì đặttrong nhà, hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng Trạm ngoài trời thíchhợp cho các trạm biến áp trung gian công suất lớn, có đủ đất đai cần thiết để đặtcác thiết bị điện ngoài trời Sử dụng loại trạm đặt ngoài trời sẽ tiết kiệm được khá

lớn về kinh phí xây dựng nên đang được khuyến khích dùng ở các nơi có điều kiện.Ngoài ra còn có một loại trạm mà máy biến áp đặt ngay trên các cột điện loại trạmnày có công suất tương đối nhỏ hay sử dụng ở các công trường nông thôn hoặckhu phố cũng xếp vào loại trạm biến áp ngoài trời

 Trạm biến áp trong nhà

Ở loại trạm này, tất cả các thiết bị điện đều đặt trong nhà loại trạm này haygặp ở các trạm biến áp phân xưởng hoặc các trạm biến áp của các khu vực trongthành phố Ngoài ra vì điều kiện chiến tranh, để tăng cường công tác bảo mật hoặcphòng không người ta còn xây dựng những trạm biến áp ngầm Loại này khá tốnkém về xây dựng, vận hành bảo quản khó nên ít sử dụng Ở một số xí nghiệp muốnchống nổ, chống sự ăn mòn, ẩm ướt có hại cho các thiết bị điện, người ta phải đặttrạm biến áp ở một địa điểm thích hợp, trạm biến áp loại này gọi là trạm biến ápđộc lập

2.3 Kết cấu trạm biến áp và trạm phân phối

Kết cấu của trạm biến áp và trạm phân phối phụ thuộc vào công suất củatrạm, số đường dây đến và đường dây đi đến phụ tải, tầm quan trọng của phụ tải

2.3.1 Trạm biến áp khu vực (Trạm trung gian)

Thường có công suất lớn có cấp điện áp từ 110 ~ 220/35kV do đó máy biến

áp và các thiết bị đóng cắt phân phối có kích thước lớn vì vậy các trạm này thườngđặt ngoài trời

2.3.2 Trạm hạ áp.

Trạm loại này có cấp điện áp 22 ~ 35/0,4kV công suất tương đối nhỏ (hàngtrăm đến hàng ngàn kVA) Loại trạm biến áp này thường được dùng để cung cấpđiện cho vùng dân cư hoặc làm trạm biến áp phân xưởng.Trạm biến áp loại này

thường có kết cấu như sau: Trạm treo, Trạm cột (hay còn gọi là trạm bệt), Trạmkín (lắp đặt trong nhà), Trạm chọn bộ Căn cứ vào địa hình và môi trường, mỹquan và kinh phí đầu tư mà chọn loại cho phù hợp.

2.3.3 Trạm treo

Trạm biến áp treo là kiểu trạm toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến ápđều được đặt trên cột Tủ hạ áp đặt trên cột hoặc đặt trong buồng phân phối xâydưới đất Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được làm trạm công cộng

đô thị cung cấp cho một vùng dân cư Trạm treo thường có công suất nhỏ dưới 400kVA, cấp điện áp 10 ~ 22/0,4kV Tuy nhiên loại trạm này thường làm mất mỹquan thành phố nên về lâu dài loại trạm này không được dùng ở đô thị

Trạm biến áp treo 320 kVA, 10/0,4 kV 2.3.4 Trạm cột(còn gọi là trạm bệt)

Trạm cột thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùngnông thôn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa Đối với loại trạm cột thiết bị cao áp đặttrên cột, máy biến áp đặt bệt trên bệ xi măng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trongnhà Xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ

Trạm biến áp cột 320 kVA, 22/0,4kV 2.3.5 Trạm kín (trạm xây dựng trong nhà)

Trạm kín thường đựơc dùng ở những nơi cần độ an toàn cao Loại trạm nàythường được dùng làm trạm biến áp phân xưởng.Loại trạm kín thường có 3 phòng:Phòng cao áp đặt thiết bị cao áp phòng máy biến áp và phòng hạ áp đặt các thiết bị

hạ áp Trong trạm có thể đặt một hay hai máy biến áp Dưới bệ máy biến áp cần có

hố dầu sự cố Cửa thông gió cho phòng máy và phòng cao hạ áp, có lưới chắn đềphòng chim, rắn, chuột

Trạm kín 2 máy biến áp 2.3.6 Trạm trọn bộ

Trạm trọn bộ là trạm được chế tạo, lắp đặt trọn bộ trong các tủ có cấu tạovững chắc chịu được va đập, chống mưa, ẩm ướt Trạm trọn bộ có ba khoảng:khoảng cao áp, khoảng hạ áp và khoảng biến áp Các khoảng được bố trí linh hoạt

thích hợp với điều kiện địa điểm rộng hẹp khác nhau Các trạm biến áp trọn bộthường được chế tạo với công suất biến áp từ 1000 kVA trở xuống, cấp điện áp 7,2

~ 24/0,4 kV Trạm trọn bộ an toàn, chắc chắn, gọn đẹp, vì vậy thường được dùng ởcác nơi quan trọng như khách sạn, khu văn phòng, cơ quan ngoại giao v.v Cáchãng chế tạo thiết bị điện trên thế giới đều có loại trọn bộ của mình

2.4 Tính toán chọn lựa máy biến áp

Cấp điện áp hạ áp là cấp điện áp phù hợp với điện áp định mức của các thiết

bị dùng điện Đại bộ phận các thiết bị điện dùng trong công nghiệp và sinh hoạtdân dụng có điện áp 380/220 V Các động cơ điện ba pha có điện áp định mức380V, các động cơ điện một pha dùng trong sinh hoạt dân dụng và các loại đènchiếu sáng dùng điện áp pha 220V Để cung cấp điện cho các thiết bị này phảidùng các máy biến áp, hạ áp có điện áp đầu ra 0,4 – 0,23 kV

2.4 1 Tính toán phụ tải

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các máy,chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành củacông nhân v.v… Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rấtquan trọng

Bảng số liệu về xã nông nghiệp

Ủy ban xã 4 tầng /mỗi tầng 4 phòng Chiếu sáng và quạt

Trạm xá 2 tầng /mỗi tầng 6 phòng Chiếu sáng và quạt

Trường học Pđ=150KVA, cosφ=0,8 Chiếu sáng và quạt

2máy bơm/phòng

Tính toán cho phụ tải đô thị hóa

Lấy công suất phụ tải sinh hoạt là P0=1,5KW/hộ, hệ số cosφ=0,85, chọn Kđt=0,85

 Công suất chiếu sáng.

Lấy công suất phụ tải là P0 = 12 (W/m2), mỗi phòng có diện tích là160(m2), gồm 6 phòng

Vậy nên chọn máy biến áp 3 pha có công suất 1400 kVAr.

2.4.2 Lựa chọn máy cắt điện và cầu chì

Máy cắt điện, kí hiệu MC, là thiết bị đóng cắt mạch điện cao (trên 1000 V).Ngoài nhiệm vụ đóng, cắt điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, máy cắt còn

có chức năng cắt dòng điện ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống cungcấp điện

Máy cắt cũng được chế tạo nhiều chủng loại, nhiều kiểu cách, mẫu mã Cómáy cắt ít dầu, máy cắt nhiều dầu, máy cắt không khí, máy cắt chân không, máycắt khí SF6 Máy cắt hợp bộ (MCHB) là loại máy cắt chế tạo thành tủ, trong đó đặtsẵn máy cắt và 2 dao cách li, loại này dùng rất tiện lợi cho các trạm biến áp hoặctrạm phân phối kiểu trong nhà Máy cắt phụ tải (MCPT) bao gồm dao cắt phụ tảidùng kết hợp với cầu chì, trong đó dao cắt phụ tải dùng để đóng cắt dòng phụ tảicòn cầu chì (CDPT-CC) để cắt dòng ngắn mạch Máy cắt phụ tải rẻ tiền hơn nhưnglàm việc không chắc chắn, tin cậy bằng máy cắt Máy cắt điệnđược chọn và kiểm tra theo các điều kiện ghi trong bảng

Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt

Các điều kiện chọn và kiểm

Dòng cắt định mức (kA) I Cđm I” N

Công suất cắt định mức (MVA) S Cđm S” N

Dòng điện ổn định động (kA) I ôđđ i xk

Dòng điện ổn định nhiệt (kA) I ođnh

Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải

Các điều kiện chọn và kiểm tra Điều kiện

Điện áp định mức (kV) U đmMC U đmLĐ

Dòng điện định mức (A) I đmMC I cb

Dòng điện ổn định động (kA) I ôđđ I x

Dòng ổn định nhịêt (kA) I ođnh

Dòng điện định mức của cầu chì (A) I đmcc I cb

Dòng cắt định mức của cầu chì (kA) I cđm I”

Công suất cắt định mức của cầu

chì(MVA)

S cđm S”

Trong 2 bảng trên:

U đm mạng - điện áp định mức của lưới điện (kV)

I lv max - dòng điện cưỡng bức, nghĩa là dòng điện làm việc lớn nhất đi qua máy cắt,

xác định theo sơ đồ cụ thể

I,I” - dòng ngắn mạch vô công và siêu quá độ, trong tính toán ngắn mạch lưới cung

cấp điện coi ngắn mạch là xa nguồn các trị số này bằng nhau và bằng dòng ngắnmạch chu kì

I xk - dòng điện ngắn mạch xung kích,là trị số tức thời lớn nhất của dòng ngắn mạch:

I xk = 1,8 I N

S’’- công suất ngắn mạch

S’’= U tb I’’

t nh.đm - thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo cho tương ứng với I nh.đm (I ođnh )

t qđ - thời gian quy đổi, xác định bằng cách tính toán và cha đồ thị Trong tính toán

thực tế lưới cung trung áp, người ta cho phép lấy tqđ bằng thời gian tồn tại ngắnmạch, nghĩa là bằng thời gian cắt ngắn mạch.Vậy:

I cđm = I nh.đm

Các thiết bị điện có I đm > 1000 (A) không cần kiểm tra ổn định nhiệt.

Tính toán máy cắt cho trạm áp phân phối 1500(kVA)-22/0,4(kV) cấp điện cho toàn xã dùng máy cắt phụ tải (DCPT-CC)22 (kV).Biết dòng ngắn mạch sau cầu chì trung áp I’’= 8 (kA).

Dòng cưỡng bức qua máy cắt chính là dòng định mức của biến áp với giảthiết không cho biến áp quá tải:

Thông số kỹ thuật của cầu chì ống do SIEMENS chế tạo

Loại cầu chì ống Uđm(kV) Iđm(A) INmax(kA) IN3s(kA)

Công suất cắt định mức cc (MVA) S cđm = 24.40 >.8.23

Chương 3 Vạch các phương án cung cấp điện + So sánh kinh tế- kỹ thuật chọn

phương án tối ưu

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO XÃ.

Việc lựa chọn phương án cấp điện bao gồm: chọn cấp điện áp, nguồn điện,

sơ đồ nối dây, phương thức vận hành Các vấn đề này có ảnh hưởng trực tiếp tớivận hành, Khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện Muốn thựchiện được đúng đắn và hợp lý nhất, phải thu thập và phân tích đầy đủ số liệu banđầu, trong đó số liệu nhu cầu điện là quan trọng nhất, đồng thời sau đó phải tiếnhành so sánh phương án đã được đề ra về phương diện kinh tế và kỹ thuật Ngoài

ra còn phải biết kết hợp các yêu cầu về phát triển kinh tế chung và riêng của địaphương

Phương án cấp điện được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thỏa mãn nhữngyêu cầu sau:

 Đảm bảo chất lựng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vicho phép

 Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điẹn cho phù hợp với yêu cầu củaphụ tải

 Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa

 Có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hợp lý

Căn cứ vào trị số công suất tính toán cho từng khu vực và vị trí mặt bằng, 2phương án cấp điện cho xã như sau:

Chọn máy biến áp BA –400 – 10/0,4 do ABB sản xuất.

 Đặt một trạm biến áp ở trạm xá dùng chung cho trạm xá ủy ban xã,trường học, trạm bơm

Chọn máy biến áp BA – 400 – 10/0,4 do ABB sản xuất

Kết quả chọn máy biến áp cho toàn xã:

Khu vực Stt(KVA) Sđmba(KVA) Số máy Tên trạm Loại trạm

Hình 1 : Sơ đồ bố trí mạng biến áp trên toàn xã

3.2:Phươnng án 2

 Đặt 3 trạm biến áp cho thôn 1, 2 và 3 :

Chọn biến áp BA-800-10/0,4 do ABB sản xuất

 Đặt một trạm biến áp cho thôn 4 :

Chọn biến áp BA-400-10/0,4 do ABB sản xuất

 Đặt một trạm biến áp cho trường học, ủy ban, trạm xá, trạm bơm :

Chọn biến áp BA-400-10/0,4 do ABB sản xuất

Bảng chọn máy biến áp

Khu vực Stt KVA Sđmba KVA Số máy Tên trạm Loại

trạm

Hình 2 : Sơ đồ đi dây trên toàn xã

3.3:Tính toán đi dây mạng điện

3.3.1 Giới thiệu chung về các phương pháp và phạm vi áp dụng

Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp

3.3.1.1 Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế

Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt’Jkt(A/mm2) là chọn sốampe lớn nhất trên 1 mm2 tiết diện kinh tế Tiết diện chọn theo phương pháp này

sẽ có lợi về kinh tế

Phương pháp chọn tiết diện dây theo Jktáp dụng với lưới điện có điện áp U

≥ 110 (kW), bởi vì trên lưới này không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đấu vào,vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa là yêu cầu không thật chặt chẽ

Lưới trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thờigian sử dụng công suất lớn cũng được chọn theo Jkt’

3.3.1.2 Chọn tiết diện theo điện áp cho phép ∆Ucp

Phương pháp lựa chọn tiết diện này lấy chỉ tiểu chất lượng điện làm điềukiện tiên quyết Chính vì thế nó được áp dụng để lựa chọn tiết diện dây cho lướiđiện nông thôn, thường đường dây tải điện khá dài, chỉ tiêu điện áp rất rễ bị viphạm

3.3.1.3.Chọn đường dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Jcp

Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và cáp, áp dụng cholưới hạ áp đô thi, công nghiệp và sinh hoạt

Phạm vi áp dụng các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp:

-Trung áp Đô thi, công

nghiệp

nghiệp

Tiết diện dù chọn theo phương pháp nào cũng phải thoã mãn các điều kiện

kỹ thuật sau đây:

ΔUbt Ubt ≤ ΔUbt Ubtcp ΔUbt Usc ≤ ΔUbt Usccp Isc ≤ Icp

Trong đó:

ΔUbt Ubt, ΔUbt usc là tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường và khi

đường dây bị sự cố nặng nề nhất (đứt 1 đường dây trong lộ kép,đứt đường dây trong mạch kín)

ΔUbt Ubtcp, ΔUbt Usccp là trị số ΔU cho phU cho phép lúc bình thường và sự cố

Với U ≥110 (kV);ΔUbt Ubtcp = 10%Udm

ΔUbt Ucpsc = 20%Udm

Với U ≤ 35 (kV); ΔUbt Ubtcp = 5%Udm

ΔUbt Ucpsc = 10%Udm Isc, Icp - dòng đện sự cố lớn nhất qua dây dẫn và dòng điện phát nóng lâu dài