Để đẩy mạnh sụ phát triển về kinh tế đáp ứng nhu cầu sử dụng điện năng ở khu vực nông thôn hiện nay thì yêu cầu đặt ra đối với ngành điện chúng ta là chúng ta phải thiết kế, cung cấp điện cho các khu vực đó một cách hợp lý, mang lại hiểu quả kinh tế cao và làm giảm chi phí việc đầu tư. ĐỒ án này đề cập đến việc thiết kế mạng điện ở một khu vực dân cư. Mời các bạn tham khảo .
Lời nói đầu Hiện nhu cầu sử dụng diện ngày tăng khu có công nghiêp phát triển nh đô thị ,thành phố ,thị xã mà khu vực nông thôn nhu cầu sử dụng điện ngày nhiều Để đẩy mạnh phát triẻn kinh tế đáp ứng nhu cầu sử dụng điên khu vực nông thôn yêu cầu đạt ngành điện phải thiết kế cung cấp điện cho khu vực cách hợp lý , mang lại hiệu kinh tế cao làm giảm chi phí đầu t Viêc thiết kế phải tiến hành lắp đặt hoăc hai trạm biến áp cho khu vực với số lợng máy phù hợp , tuỳ theo khu đặc diểm địa hình dân c khu vực đảm bảo đủ công suất để đáp ứng cung cấp điện cho toàn khu vực Sự cần thiết công trình nhằm phục vụ sản suất cho nghành nh nông nghiệp , tiểu thủ công nghiệp , dịch vụ sinh hoạt khu dân cự khu vực Đối với nông nghiệp khoa học phát triẻn nên việc ứng dụng loại máy móc vào nông nghiệp ngày tăng nh : Các trạm bơm nớc phục vụ cho viêc tới tiêu, máy chế biến nông sản , máy chế biến thức ăn gia súc kéo theo việc sử dụng điện vào nghành ngày gia tăng Đối với nghành tiểu thủ công nghiêp dịch vụ điện cung cấp nhằm phục vụ cho nhà máy, xởng khí, xởng mộc Ngoài hai ngành việc cung cấp điện cho sản suất sinh hoạt nhân dân nhu cầu thiết yếu Do đời sồng nhân dân ngày đợc nâng cao nên dịch vụ công trình công cộng mọc lên ngày nhiều nh bệnh viện, trờng học , nhà văn hoá, uỷ ban nhà trẻ thắp sáng sinh hoạt cho nhân dân Việc thiết kế phải đảm bảo cung cấp điện an toàn, mang lại hiệu kinh tế cao cho nghành điện Do mà phát triền ngành điện kéo phát triển nghành khác ngợc laị ngành khác có phát triển ngành điện phát triền đợc Đồ án gồm bẩy chơng : ChơngI: Khảo sát địa bàn thiết Ch¬ngII: Tính tốn tiết diện dây d ẫn Ch¬ngIII: Tính tốn bố trí kết cấu đường dây hạ áp Ch¬ngIV: Tính tốn ngắn mạch chọn thiết bị Ch¬ngV: Tính tốn nối đ ất b ảo v ệ đo lường Ch¬ngVI: Tính tốn đường dây Ch¬ngVII: Hạch toán giá thành mạng điện ChơngI Khảo sát địa bàn thiết kế Trớc thiết kế ta cần tìm hiẻu đc điểm địa hình , khí hậu, kinh tế xã hội điều kiện dân c địa bàn thiết kế cần thiết kế Dới số nhận xét phần thiết kế cung cấp điện cho cụm dân c Cụm dân c cần thiết kế hoàn toàn + Dân c tha thớt , phân bố rải rác khu vực + Địa hình phức tạp gồm có ruộng ao, sông hồ rừng trồng đặc biệt diện tích ruộng chiếm nhiều, khu cực cần thiết phải đặt nhiều máy bơm nên tiêu thụ lợng điện tơng ®èi lín so víi c¸c khu vùc kh¸c + Cã nhiều truc đờng giao thông thuận tiên cho viẹc kéo điện khu vực Khu vực có ba loại phụ tải: Bao gồm phụ tải dịch vụ, phụ tải động lực, phụ tải chiếu sáng Trong ba loai phụ tải phụ tải động lực chiếm nhiều hai loại phụ tải AO AO r uéng K £NH r uéng R? NG TR? NG K ÊNH r uộng r uộng +Dới bảng tổng hợp phụ tải khu vực cần thiết kÕ STT 10 11 Phụ tải Uỷ ban Trạm xá Cửa hàng Xởng khí Trại chăn nuôi Trạm xay xát Bu điện văn hoá Trờng học Trạm bơm Hộ dân Chiếu sáng đờng (KW/km) SN (KVA) 3.08 3.9 2.8 19.5 18.5 14.5 1.95 17 30.5 0.5 S§(KVA) 2.8 14 13 1.2 2.5 0.98 2.5 Víi b¶ng hệ số đồng thời phụ tải đồng gÇn 4-5 6-7 8-10 11-15 Sè K§T 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 Sè 16-20 21-30 31-50 50-150 >150 K§T 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 Phần II: Tí nh toán thiết kế 1- Lập bảng công suất cho phụ tải Nhận xét: Khu vực cần thiết kế có nhiều loại phụ tải khác với tính chất phụ tải khác Măt khác lại khu vực có diện tích rộng lớn để đảm bảo cung cấp điện cách hợp lý cho khu vục ta nên phân chia khu vc thiết kế thành hai khu vực khác tiến hành đặt khu vực trạm biến áp Việc chọn số máy cho trạm phải dựa vào công suất tính toán trạm Do trớc tiên ta tính toán công suất điểm tải khu vực nh sau: Tính sơ công suất ngày đêm theo công thức sau: Sngày N hộ = SNgày 1hộ*KĐTN* N Trong đó: Sngày N hộ: Là công suất tính toán ban ngày N hộ gia đình SNgày 1hộ : Là công suất tính toán ban ngày hộ gia đình KĐTN Là hệ số đồng thời ban ngày N : số hộ gia đình phụ tải ban ngày Ví dụ nh khu vực N2 Sngµy = 0.5 *0.85 *2 = 0.85 (KVA) SĐêm N hộ = SĐÊM 1Hộ *KĐTĐ * N SĐêm N hộ : Là công suất tính toán ban đêm N hộ gia đình SĐÊM 1HộĐ : Là công suất tính toán ban đêm hộ gia đình KĐTĐ N : Ví dụ nh khu vực N3 Là hệ số đồng thời ban đêm số hộ gia đình phụ tải ban đêm SĐêm N hộ = 0.98*0.8*3 = 2.352 (KVA) STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ĐiĨm t¶i N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N76 PTTTN(KW ) 0.85 1.2 1.5 1.875 2.1 2.45 2.6 2.925 3.25 15.2 3.08 3.9 2.8 19.5 18.5 14.5 1.95 17 30.5 PTTT§(KW) 1.666 2.352 2.94 3.675 4.116 4.802 5.096 5.733 6.37 29.792 2.8 14 13 1.2 2.5 2- Chän vÞ trí đặt trạm biến áp Xác định vị trí điểm tải - Chọn hệ truc toạ độ OXYnh hình vẽ dới đây, ta lấy điểm O làm tâm toạ độ Giá trị công suất phụ tải nhánh đợc ghi nh bảng dới đây: Trong nhánh (1+2+3) trạm I cấp đến , nhánh (4+5+6+7) trạm II cấp a- Lp bảng công suất vị trí phụ tải khu vực I Bảng tổng hợp công suất nhánh I Điểm tải CS ngày CS đêm 30.5 2.5 N9 2.925 5.733 18.5 13 N10 3.25 6.37 N5 1.875 3.675 N4 1.5 2.94 N8 2.6 5.096 2.8 N7 2.45 4.802 Tæn g 14.5 80.9 51.12 Xi 149 139 119 130 120 112 120 150 113 150 Yi 16 22 36 42 29 32 47 38 55 58 Si*XiN Si*YiN Si*Xi§ Si*Yi§ 45445 4065.7 4880 643.5 3725 7968.8 400 1261.2 22015 6660 15470 4680 4225 1365 8281 2250 543.75 4410 2675.4 1065.7 1680 480 3292.8 3120 1222 6115.2 4200 1064 760 2768.5 1347.5 3000 5426.2 21750 11151 9.3 8410 26615 75 7500 65189 13 2900 19719 43 940.8 2395.1 2641.1 B¶ng tỉng hợp công suất nhánh II Điểm tải CS ngày CS đêm 18.5 13 N7 2.45 4.802 N4 1.5 2.94 19.5 14 Tæng 41.95 Xi 89 89 92 97 Yi 101 890 800 680 34.74 Si*Xi N 1646 2180 1380 1891 3894 Si*YiN Si*Xi§ Si*Yi§ 18685 2180.5 11570 4273.7 13130 4273.7 1200 2704.8 2352 13260 35325 13580 32128 58 9520 29275 78 Bảng tổng hợp công suất nhánh III Điể m tải CS ngày CS đêm N5 1.875 N2 Si*XiN Si*YiN Si*XiĐ Si*Yi§ 3.675 Yi 100 150 281.25 1875 551.25 0.85 14.5 17 1.666 240 940 300 890 460 770 204 4350 7820 799 12905 13090 N9 2.925 5.733 550 900 1608.75 2632.5 N8 2.6 5.096 640 840 1664 2184 N6 Tæ ng 2.1 2.8 3.9 4.116 2.8 36.08 560 700 730 790 700 600 1176 2044 2730 1470 2212 2340 39507 399.84 1500 2760 3153.1 3261.4 2304.9 1460 1960 17350 64 3675 1566.0 4450 4620 48.55 Xi 21878 5159.7 4280.6 2881.2 1580 1680 29892 58 Công thức xác định vị trí đặt trạm biến áp: n S - Xi = i n * Xi S ; n S Yi = i * Yi n S i i Trong : (Xi,Yi) vị trí trạm biến áp Xi hoành độ điẻm tải thứ i Yi tung độ điểm tải thứ i Si công suất điểm tải thứ i Khi tính với giá trị phụ tải ban ngày ta đợc Xn , Yn Khi tính với giá trị phụ tải ban đêm ta đợc Xđ, Yđ Kết ghi bảng dới đây: Bản g Nhánh Si*XiN công suất tổng hợp nhánh Si*YiN 26615.7 111519 38940 35325.5 Si*Xi§ 61464 13 32128 58 Si*Yi§ 19719.4 29275.7 S tỉngN S tỉng § 80.9 51.12 41.95 34.74 21878 Tæng 39507.5 101448 172338 1005.47 XiN YiN 591.883 17350 64 11094 3.4 Xi§ Yi§ 29892.5 78887.7 909.789 646.918 48.55 171.4 36.086 121.94 XI 957.63 YI 619.4 Sau tÝnh toán ta xác định đợc toạ độ dặt trạm biến ¸p khu vùc I lµ: Xn Xd 1005,471 909,7893 XI = = = 957,63 2 Yn Yd 591,883 646,9182 YI = = = 619,4 2 XI = 957,63 ; YI = b- LËp bảng tính công suất xác định vị trí phụ tải khu vực II Bảng tổng hợp công suất nhánh IV Điểm tải CS ngày N8 2.6 N5 N4 N4 1.875 1.5 1.5 N7 2.45 N76 15.2 N6 2.1 N3 N4 1.2 2.8 1.5 32.72 Tæng CS đêm 5.09 3.67 2.94 2.94 4.80 29.7 92 4.11 2.35 2 2.94 60.6 53 Xi Yi Si*Xi N Si*YiN Si*Xi§ Si*Yi§ 270 800 702 2080 1376 4077 400 220 350 720 730 630 750 330 525 1350 1095 945 1470 647 1029 2646 2146 1852 180 640 441 1568 864 3073 320 540 4864 8208 9533 16088 260 490 546 1029 1070 2017 110 220 60 530 420 450 132 616 90 636 1176 675 1876 259 440 176 16864 1247 840 1323 35308 56 8996 Bảng tổng hợp công suất nhánh V Điểm tải CS ngày CS đêm Xi Yi 3.08 790 520 1.95 1.2 830 390 N5 1.875 3.675 820 N3 1.2 2.352 N6 2.1 N2 0.85 Tỉng 11.055 Si*YiN 1601 Si*Xi§ Si*Yi§ 1580 1040 760.5 996 3013 468 400 Si*XiN 2433 1618 1537 1000 270 1200 324 4.116 1030 190 2163 399 1.666 1030 100 875.5 85 2352 4239 48 1715 98 3920.1 13896 96 15.009 9827.7 750 1470 635.0 782.0 166.6 4561.6 Bảng tổng hợp công suất nhánh VI Điểm tải CS ngày CS ®ªm Xi Yi 30.5 2.5 840 40 Si*Xi N 2562 N4 1.5 2.94 820 120 1230 180 N3 1.2 2.352 820 300 984 N5 1.875 3.675 720 150 1350 360 281.2 N6 2.1 4.116 740 310 1554 651 N5 1.875 3.675 640 340 1200 637.5 N8 2.6 5.096 520 360 1352 936 N4 1.5 2.94 420 380 630 570 N2 0.85 1.666 320 400 272 340 2352 2649 92 1234 533.1 34192 5175.7 18901 12 Tỉng 44 28.96 Si*YiN Si*Xi§ Si*Yi§ 1220 100 2100 2410 1928 64 2646 3045 84 352.8 705.6 551.2 1275 96 1249 1834 56 1117 666.4 7853.2 Bảng công suất tổng hợp nhánh nhánh Si*XiN Si*YiN 8996 18762 9827.7 3920.1 34192 5175.75 Tỉng 53015.7 27857.9 Si*Xi§ 16864 13896 96 18901 12 49662 88 XiN 603.961 XiN YiĐ 317.36 YiĐ 10 Si*Yi§ 35308 56 4561.6 7853.2 47723 51 474.68 87 456.15 18 S tỉngN S tỉng § 32.725 60.653 11.055 15.009 44 87.78 28.96 104.62 XII 539.32 YII 386.76 Chọn dùng dây đồng bọc nhựa cách điệnCLíPAL, tiết diện 2,5mm2 ,2sowij ,M(2.2,5) g) Chọn thiết bị điện đặt hòm công tơ dây chảy cầu chì : chọn Idc =10A,1 pha dao cách ly cho hộ : Iđm = 10A,1 pha Dao cách ly tổng pha : Iđm = 30A Công tơ pha 10A, cầu dao ,cầu chì hộp TBĐ Đông Anh chế tạo Các thiết bị đặ ngõ xóm không cần kiểm tra dòng ngắn mạch xa nguồn Sau chọn kiểu trạm thiết bị cao áp hạ áp ta có mô hình mặt cắt trạm nh sau: Các thiết bị: 1- Máy biến áp 6- Thanh dẫn đồng 2- Cầu chảy tự rơi 7- Dây dẫn 3- Chống xét van 8-Thang sắt 4- Sứ 9- Giá cách điện 5- tủ phân phối hạ áp 39 CHNG V NI T BO V V ĐO LƯỜNG I Tính tốn nối đất cho đường dây cao áp: Hệ thống nối đất đường dây cao áp dùng thép ống, thép góc (L60x60x6) đóng xuống đất với độ sâu 0,7 (m), dài 2,5m, độ dày ống thép 3,5m Giả thiết ta thực nối đất khu vực đất pha cát có điện trở suất đ = 3.104(/cm) Vậy điện trở nối đất thép góc xác định R 1c = 0,00298 = 89,4 (); Và số cọc R1c 1 ; Vậy số cọc nối đất cho cột nối đất xác định theo công thức n nc Rd cao áp Để đảm bảo an toàn cho khu vực đông dân cư ta nên thực nối đất cho hệ thống lưới điện hạ áp, cột điện sử dụng cọc nối đất II Nối đất cho trạm biến áp: Hệ thống nối đất cho trạm biến áp thực chức năng: nối đất làm việc, nối đất an toàn, nối đất chống sét Hệ thống sử dụng thép góc L60x60x6 dài 2,5m, đóng sâu đất 0,7 (m), nối với thép dẹt 40x4mm tạo thành vòng nối đất bao quanh trạm biến áp, thép dẹt hàn chặt với cọc độ sâu 0,8m Điện trở nối đất thép góc: R1c = 0,00298 = 89,4 () Theo số a/l = ta dự đoán số cọc n = 20 cọc Tra theo bảng phụ lục ta có: n c R1c 89,4 35 (cọc) = 0,64, ntn = 0,32 n nc Rd 0,64.4 Điện trở nối Rt Rt 0,366 2l lg 3,79(); R ' 11,84() nt l b.t Điện trở cần thiết toàn số cọc là: Rc Vậy số lượng cọc cần đóng n R' 1,092 () R' R1c 128 (cọc) nc Rc Ta phân bố 128 cọc theo hình vng xung quanh trạm biến áp cạnh trạm biến áp có 31 – 32 cọc 40 III Chọn thiết bị sơ đồ đo lường: Dòng điện lớn máy biến dòng IđmBA Với trạm biến áp T1: Icb = IđmBA = 144,34 (A); Phụ tải thứ cấp BI gồm Ampemét 0,1 VA loại 350 Công tơ tác dụng 2,5 VA loại CA4681 Công tơ phản kháng 2,5 VA loại CP4689 Tổng phụ tải 5,1 VA Các đồng hồ đo có độ xác 0,5 Chọn BI (sử dụng cho pha đấu hình sao) Loại BD37, Uđm = 600V; Iđm = 400A; I2đm = 5A Số vòng sơ cấp 1, dung lượng 10 VA, cấp xác 0,5 Vơnmét 2VA loại 335; BU: 3HOM10 Y/Y/ Với trạm biến áp T2: Icb = IđmBA = 144,34 (A); chọn tương tự với trạm bin ỏp T1; 41 ChơngVI Tính toán khí đờng dây I- Xác định ứng suất dây khoảng cột Đối với dây hạ áp 0,4KV Bảng 1.1: cho biết vùng khí hậu tính toán Điều kiện tính toán Vùng khí hậu 1-Lúc nhiệt độ không khí thấp nhÊt NhiƯt ®é θmin, oC Tèc ®é giã, V (m/s) 2-Lúc nhiệt độ không khí cao 40 NhiƯt ®é θ, oC Tèc ®é giã, V (m/s) 3-Lóc b·o NhiƯt ®é θbao, oC 25 Tèc ®é giã, V (m/s) 35 Bảng 1.2: cho bíêt đặc tính lý dây dẫn, mô đun đàn hồi vật liệu làm dây dẫn EA ( N/ mm2) A: hệ số giãn nở dài vật liệu làm dây dẫn ( 1/ oC ) Vật liệu Trọnglợng riêng gh, dây go,N/dm3 N/mm2 dÉn Nh«m 26,5 157 EA.104 N/mm2 αA.10-6 бCP ®é-1 β.10-6 6,16 23 16,23 62,8 B¶ng 1.3: cho biÕt tải trọng dây nhôm lõi thép ứng với vùng khí hậu vùng III Mã hiệu dây A25 A50 A95 g1 10-3 N/m.mm2 27,3 27,2 27,1 Kho¶ng vượt tới hạn là: 42 g2 10-3 N/m.mm2 164 115 82,5 g3 10-3 N/m.mm2 166 118 86,8 lth Acp 24. A ( tb ) g 32 g12 43 Với nhánh ta xác định đợc khoảng cột giới hạn cho bảng 1.14 Sau tính đợc lth ta thấy l=40 < lth nên ứng st max sÏ xt hiƯn θTB=25OC vµ vmax Ta có phơng trình trạng thái: g 32 l g 22 l II ( II TB ) cp 2 24. II 24. cp II g 32 50 g12 50 23 62 , ( 40 25) 6 6 24.16,23.10 II 24.16,23.10 62,8 16,23 g12 6,42 II 41,543 16,27.10 4.g 32 II II3 (41,43 16,27.10 4.g 32 ). II2 g12 Đối với đờng dây cao áp AC25 Chọn vùng khí hậu ờng dây qua vùng I Có tốc độ gió tơng ứng 40(m/s) Đối với dây dẫn nhiều sợi tảI trọng thân cột có gía trị g1 = 1.025 ( 9,81.mg.10 9,81.92.10 = 1,025* = 37.10-3 F 25 N ) m.mm Trong : F tiết diện dây dẫn, mg khối lợng 1km dây dẫn (KG/km) tảI trọng gió tác dụng lên d©y g2 = 217,5.10-3 ( 9,81. k c x dv 10 9,81.0,7.1,2.6,6.40 210 = = 16 F 16.25 N ) m.mm Trong ®ã: αk hệ số phân bố không gió, lấy 0,7 theo bảng tra sách cx hệ số khí động không khí d