Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xã Lâm Động

Ngày nay, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, điện năng giữ một vai trò đặc biệt quan trọng vì nó làm thỏa mãn những nhu cầu phát triển, phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt hàng ngày đang tăng trưởng không ngừng.

LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình phát triển người phát minh sử dụng nhiều dạng lượng khác để phục vụ cho nhu cầu tất yếu cho tồn xã hội Trong dạng lượng điện dạng lượng quan trọng sử dụng rộng rãi Bên cạnh ưu điểm bật như: dễ dàng biến đổi từ dạng lượng sang dạng lượng khác (nhiệt năng, năng, hóa ), dễ truyền tải phân phối điện cịn có đặc điểm đặc biệt khác với nguồn lượng khác Quá trình sản xuất điện q trình điện từ, xảy nhanh, nói chung điện khơng tích trữ sản xuất tiêu thụ điện cần có cân Ngày nay, q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, điện giữ vai trị đặc biệt quan trọng làm thỏa mãn nhu cầu phát triển, phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt hàng ngày tăng trưởng khơng ngừng Do đó, để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần phải có biện pháp nâng cấp sửa chữa nguồn điện cũ, xây dựng nguồn điện mới, cải tạo đường dây cấp điện Trước yêu cầu thực tiễn khách quan trên, đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xã Lâm Động “ Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý thực Đề tài gồm nội dung sau: Chương Giới thiệu chung xã Lâm Động Chương Lựa chọn phần tử sơ đồ cấp điện cho xã Lâm Động Chương Chống sét nối đất CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Xà LÂM ĐỘNG 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ CỦA Xà  Vị trí địa lý địa giới Xã Lâm Động nằm phía Nam huyện Thuỷ Ngun, thành phố Hải Phịng, phía Bắc giáp xã Thiên Hương, phía Đơng giáp xã Hoa Động, phía nam giáp sơng Cấm, phía Tây giáp xã Hồng Động Hiện xã có thơn: thơn Đền, thôn Hầu, thôn Đông, thôn Xú Là xã nhỏ huyện Thuỷ Nguyên, Lâm Động có diện tích tự nhiên 4,02 km2 Dân số tồn xã 4.500 người, mật độ dân số 1100 người/km2 Vùng đất Lâm Động xa xưa bãi biển, bồi lắng, kiến tạo phù xa chi lưu sơng Thái Bình Dạng địa hình xã Lâm Động đồng ven sông, vùng đồng bồi tụ nên chủ yếu đất nơng nghiệp trồng lúa nước  Khí hậu Khí hậu xã Lâm Động mang tính chất nhiệt đới nóng ẩm Tính chất nhiệt đới nóng ẩm tạo điều kiện sản xuất nhiều vụ năm, cối phát triển tốt ln ln tươi xanh Hồn lưu gió mùa Đơng Nam Á phân hố nhiệt độ mưa Lâm Động thành mùa chủ yếu Điều kiện gần núi gần biển làm cho khí hậu thường chị ảnh hưởng dơng, bão, đặc biệt hình thành dông, lốc, mưa đá, nhiều vào tháng đến tháng  Kinh tế xã hội Lâm Động xã có bề dầy lịch sử , đầu tranh giữ nước, giữ làng, lao động dựng xây, chống thiên tai giặc giã để bảo vệ phát triển nên nhà nước công nhận xã anh hùng, Đảng Nhà nước quan tâm, đầu tư nhiều sở hạ tầng thiết yếu phục vụ cho nhân dân như: đường xá, trường học, trạm xá hệ thống lưới điện Tuy xã nông năm gần với phát triển nước Lâm Động đạt tốc độ tăng trưởng cao, số hộ giàu tăng nhanh, đời sống bà nâng lên rõ rệt, nhu cầu dùng điện lớn 1.2 NHU CẦU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA Xà Khi đời sống sinh hoạt người dân ngày nâng cao nhu cầu dùng điện hộ gia đình ngày lớn, việc thiết kế tính tốn cung cấp điện cho xã cần thiết nhằm nâng cao chất lượng điện độ an toàn lưới điện phục vụ cho việc sinh hoạt nhân dân việc tưới tiêu phục vụ mùa màng Phụ tải điện số liệu quan trọng để tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện Xác định phụ tải điện lớn so với thực tế dẫn đến chọn thiết bị điện lớn làm tăng vốn đầu tư Xác định phụ tải điện nhỏ bị tải gây cháy nổ hư hại cơng trình, làm điện Xác định xác phụ tải điện việc làm khó, phụ tải cần xác định giai đoạn tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi phụ tải tính tốn 1.3 THỐNG KÊ PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA Xà Lâm Động xã nông nghiệp nằm ven đô thành phố Hải Phòng , nhu cầu sử dụng điện xã khơng cao đa số gia đình nông Điện chủ yếu phục vụ cho sinh hoạt nhân dân số sở trường học, trạm xá, Ủy ban nhân dân xã, trạm bơm, máy xay xát xưởng khí nhỏ Là xã nhỏ huyện Thuỷ Nguyên, Lâm Động có diện tích tự nhiên 4,02 km2, chia làm thôn với dân số khoảng 4.500 người, 1.100 hộ Các hộ tập chung chủ yếu gần đương liên thôn,liên xã Trạm E2.11 Lộ 973 Đường liên xã A Đường liên xã Hình 1.1: Sơ đồ mặt xã Lâm Động Thôn Xú Thôn Hầu Thôn Đông Ủy ban nhân dân xã Thôn Đền A Trung tâm xã Bảng 1.1.Thống kê phụ tải điện xã Lâm Động STT Tên phụ tải Số liệu Đặc điểm Thôn Đông 300 hộ Thuần nông Thôn Đền 310 hộ Thuần nông Thôn Hầu 220 hộ Thuần nông Thôn Xú 270 hộ Thuần nông Trường học Quạt chiếu sáng Trạm xá Quạt chiếu sáng Trạm bơm Tưới tiêu UBND xã Quạt chiếu sáng Xưởng khí nhỏ 10 Nhà xay xát CHƢƠNG LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN Xà LÂM ĐỘNG 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2.1.1 Hệ thống điện lƣới điện Hệ thống điện bao gồm: nguồn điện, truyền tải điện tiêu thụ điện Nguồn điện nhà máy điện (nhiệt điện, thuỷ điện, điện nguyên tử trạm phát điện (diêzen, điện gió, điện mặt trời ) Tiêu thụ điện gồm tất đối tượng sử dụng điện lĩnh vực kinh tế đời sống: công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải , thương mại, dịch vụ, phục vụ sinh hoạt Để truyền tải điện từ nguồn phát đến hộ tiêu thụ người ta sử dụng lưới điện Lưới điện bao gồm đường dây tải điện trạm biến áp Lưới điện nước ta có nhiều mức điện áp: 0,4(kV), 6(kV), 10(kV), 22(kV), 35(kV), 110(kV), 220(kV) 500(kV) Một số chuyên gia cho tương lai lưới điện Việt Nam nên tồn cấp điện áp: 0,4(kV), 22(kV), 110(kV), 220(kV), 500(kV) Có nhiều cách phân loại lưới điện: Căn vào trị số điện áp, chia lưới siêu cao áp 500(kV), lưới cao áp 220(kV), 110(kV), lưới trung áp 35(kV), 22(kV), 10(kV), 6(kV), lưới hạ áp 0,4(kV) Căn vào nhiệm vụ, chia lưới cung cấp 500(kV), 220(kV), 110(kV) lưới phân phối 35(kV), 22(kV), 10(kV), 6(kV), 0,4(kV) Ngồi cịn nhiều cách chia khác ví dụ vào phạm vị cấp điện, chia lưới khu vực, lưới địa phương; vào số pha, chia lưới pha, pha, pha; vào đối tượng cấp điện, chia lưới công nghiệp, lưới nông nghiệp, lưới đô thị 2.1.2 Những yêu cầu phƣơng án cung cấp điện Bất kỳ phương án cung cấp điện phải thoả mãn yêu cầu sau: * Độ tin cậy cung cấp điện: mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tuỷ thuộc vào tính chất hộ dùng điện: Hộ loại 1: Là hộ quan trọng không để điện, xảy điện gây hậu nghiêm trọng Làm an ninh trị, trật tự xã hội Đó sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, đại sứ quán, nhà ga, bến xe, trục giao thơng thành phố.Làm thiệt hại lớn đến kinh tế quốc dân Đó khu cơng nghiệp, khu chế xuất, dầu khí, luyện kim, nhà máy khí lớn, trạm bơm nông nghiệp lớn Những hộ đóng vai trị lớn kinh tế quốc dân có giá trị xuất cao đem lại nhiều ngoại tệ cho đất nước Làm nguy hại đến tính mạng người Hộ loại 2: Bao gồm xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng thương mại, dịch vụ Với hộ điện bị thua thiệt kinh tế dãn công, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp đồng cung cấp nguyên liệu sản phẩm cho khách hàng, làm giảm sút doanh số lãi xuất Hộ loại 3: Là hộ không quan trọng cho phép điện tạm thời cần thiết Đó hộ ánh sáng thị nông thôn Cách phân loại hộ dùng điện tạm thời, thích hợp với giai đoạn kinh tế thấp kém, kinh tế phát triển đến mức tất hộ dùng điện loại 1, cấp điện liên tục * Chất lượng điện: thể hai tiêu: tần số (f) điện áp (U) Một phương án cấp điện có chất lượng tốt phương án đảm bảo trị số tần số điện áp nằm giới hạn cho phép Cơ quan trung tâm điều độ Quốc gia chịu trách nhiệm điều chỉnh tần số chung cho hệ thống điện Việc đảm bảo điện áp điểm nút lưới trung áp hạ áp nằm phạm vi cho phép nhiệm vụ kỹ sư thiết kế vận hành lưới cung cấp điện Để đảm bảo cho thiết bị dùng điện (động cơ, đèn, quạt, tủ lạnh, ti vi ) làm việc bình thường yêu cầu điện áp đặt vào cực thiết bị dùng điện không chênh lệch 5% so với trị số điện áp định mức Độ chênh lệch điện áp so với trị số định mức gọi độ lệch điện áp, ký hiệu  U  U = U - Uđm Yêu cầu U  5%Uđm * Kinh tế: thể qua hai tiêu vốn đầu tư phí tổn vận hành Vốn đầu tư cơng trình điện bao gồm tiền mua vật tư, thiết bị, tiền vận chuyển, tiền thí nghiệm, thử nghiệm, tiền mua đất đai, đền bù hoa màu, tiền khảo sát thiết kế , tiền lắp đặt, nghiệm thu Phí tổn vận hành bao gồm khoản tiền phí trình vận hành cơng trình điện: tiền lương cán quản lý, cán kỹ thuật, công nhân vận hành, tiền bảo dưỡng định kỳ, tiền sửa chữa, trung đại tu, tiền thử nghiệm, thí nghiệm, tiền tổn thất điện cơng trình điện Thường hai khoản kinh phí ln mâu thuẫn nhau, vốn đầu tư lớn phí tổn vận hành nhỏ ngược lại Phương án cấp điện tổi ưu phương án tổng hồ hai đại lượng trên, phương án có chi phí tính tốn hàng năm nhỏ * An tồn: Cơng trình cấp điện phải thiết kế có tính an tồn cao, an tồn cho người vận hành, người sử dụng an tồn cho thiết bị điện tồn cơng trình Người thiết kế ngồi việc tính tốn xác , chọn dùng thiết bị khí cụ điện cịn phải nắm vững quy định an tồn, hiểu rõ mơi trường lắp đặt hệ thống cấp điện đặc điểm đối tượng cấp điện Khâu lắp đặt có ý nghĩa quan trọng làm nâng cao hay hạ thấp tính an tồn hệ thống cấp điện, khâu dễ bị làm ẩu, làm sai khác với thiết kế không tuân thủ triệt để quy định an toàn Cuối cán kỹ thuật quản lý vận hành hệ thống cấp điện người sử dụng điện phải có ý thức chấp hành tuyệt đối quy trình, qui tắc vận hành sử dụng điện an tồn 2.2 C¸c ph-ơng pháp xác định phụ tải điện 2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao l-ợng Nếu phụ tải điện không thay đổi thay đổi theo thời gian công suất tính toán lấy công suất trung bình đ-ợc xác ®Þnh theo biĨu thøc: Ptt = Ptb = M d T Trong đó: M: Khối l-ợng sản phẩm đ-ợc sản xuất thời gian T d: Định mức tiêu thụ điện sản phẩm, kWh/đvsp Nếu phụ tải thay đổi theo thời gian : Ptt = KM Ptb Trong quy hoạch sơ công suất tính toán xác định theo mật động phụ tải trªn mét km2 diƯn tÝch Ptt =  F (kW) Trong đó: : Mật độ phụ tải, (kW/km2) F: Diện tích vùng quy hoạch, (km2) Phụ tải chiếu sáng dịch vụ công cộng đ-ợc xác định theo ph-ơng pháp này: Ptt = po.Fcs (kW) Trong đó: Po: Suất tiêu hao công suất đơn vị diện tích chiếu sáng Fcs: Diện tích bề mặt chiếu sáng 2.1.2 Xác định phụ tải theo hƯ sè ®ång thêi HƯ sè ®ång thêi thĨ hiƯn tính chất làm việc đồng thời phụ tải Theo ph-ơng pháp công suất tính toán đ-ợc xác định đ-a vào công suất lớn thời điểm cực đại Công suất tính toán giá trị lớn giá trị công suất thời điểm cực đại Thông th-ờng ta chọn thời điểm: cực đại ngày cực đại đêm, lúc ®ã: k  P n n Ptt = max dk ni k  P n d dk ni kndt, kddt - hệ số đồng thời thời điểm cực đại ngày cực đại đêm, xác định theo biểu thøc: kidt = pi + 1,5 p i (1  p i ) nhd Ph-ơng pháp hệ số đồng thời th-ờng đ-ợc áp dụng thuận tiện cho nhóm tiêu thụ điện công suất lớn không lần Trong thực tế ph-ơng pháp th-ờng đ-ợc áp dụng với phụ tải sinh hoạt 2.1.3 Ph-ơng pháp hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán nhóm thiết bị có chế độ làm việc đ-ợc tính theo biĨu thøc: n Ptt = knc P ni HƯ sè nhu cầu xác định theo biểu thức: k sd  knc = ksd  + nhd vµ hƯ số hiệu dụng tổng hợp ksd đ-ợc xác định theo c«ng thøc: n ksd  = p i 1 ni k sd  n p i 1 ni Sè l-ợng hiệu dụng đ-ợc xác định theo biểu thức: nhd = ( Pni )  P ni Gäi k tỷ số công suất thụ điện lớn thụ điện nhỏ nhóm: k= Pmax Pmin Nếu số l-ợng thụ điện n>4 giá trị k nhỏ giá trị k o cho b¶ng 2.pl.BT, øng víi hƯ sè sư dơng tổng hợp, lấy giá trị nhq = n 10 Dây có tiết diện sau: (3 x 95 + x 50) Có ro = 0,193 (  /km) Dòng cho phép Icp = 298 (A) + Chọn dây dẫn lộ A2, C3 200 = 289 (A) 3.0,4 I= Tiết diện dây: F= 289 = 112 (mm2) 2,5 Tra bảng PL V.12 Cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC LENS chế tạo sách Thiết kế cung cấp điện trang 301 Dây có tiết diện sau: (3 x 120 + x 70) Có ro = 0,153 (  /km) Dịng cho phép Icp = 346 (A) + Chọn dây dẫn lộ B2 B3 150 = 216 (A) 3.0,4 I= Tiết diện dây: F= 216 2,5 = 86 (mm2) Tra bảng PL V.12 Cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC LENS chế tạo sách Thiết kế cung cấp điện trang 301 Dây có tiết diện sau: (3 x 95 + x 50) Có ro = 0,193 (  /km) Dòng cho phép Icp = 298 (A) + Chọn dây dẫn cho trạm bơm Vì trạm bơm cách trạm biến áp không xa khoảng 200m nên riêng lộ cho trạm bơm Tiết diện dây dẫn tính sau: P = U.I.Cos  => I = P 14000 = = 27 (A) 1,7.380.0,8 3.U Cos 34 Tiết diện dây: F= 27 = 10,8 (mm2) 2,5 Tra bảng PL V.13 Cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC LENS chế tạo sách Thiết kế cung cấp điện trang 302 (  /km) Có ro = 1,15 Dịng cho phép Icp = 113 (A) 2.6.3 Kiểm tra cáp phía hạ áp * Kiểm tra cáp lộ B2 Dài 0,3 (km), S = 150 (kVA), dây có tiết diện (3 x 95 + x 50) Có ro = 0,193 (  /Km) Đối với đường dây 0,4 (kV) tổn thất điện áp cho phép 5%Uđm Tổn thất điện áp cho phép đoạn dây 0,4 (kV) sau: U  P.R  Q X (V) U Với l = 300m Cos  = 0,9 => tg  = 0,43 Thay số vào cơng thức ta có: U  150.0,9.0,193.0,3  150.0,43.0,3.0 = 19,5 (V) 0,4 U cp  5%U dm  5.0,4.1000 = 20 (V) 100 =>  U <  Ucp Vậy chọn cáp có tiết diện (3 x 95 + x 50) đảm bảo yêu cầu Tương tự kiểm tra cáp cho lộ B2 ta kiểm tra cho lộ cịn lại * Kiểm tra cáp trạm bơm Dài 0,2 (km), P = 14 (kW), dây có tiết diện (4 G 16) Có ro = 1,15 (  /Km), Cos  = 0,8 => tg  = 0,75 U  P.R  Q X (V) U Thay số vào công thức ta có: 35 U  14.0,2.1,15  14.0,75.0,2 = 13,3 (V) 0,4 U cp  5%U dm  5.0,4.1000 = 20 (V) 100 =>  U <  Ucp Vậy chọn cáp có tiết diện (4 G 16) đảm bảo yêu cầu 2.6.4 Lựa chọn Aptomat Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp có chức bảo vệ tải ngắn mạch Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn, tin cậy, an tồn, đóng cắt đồng thời pha có khả tự động hố cao nên Aptomat có giá đắt ngày dùng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp, dịch vụ lưới điện sinh hoạt Áptômát chọn theo điều kiện UđmA ≥ UđmLĐ, IđmA ≥ Itt , IcđmA ≥ IN + Chọn Aptomat tổng trạm BA1 IđmAT ≥ IđmBA = 571 = 825 (A) 3.0,4 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thơng số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại C10001N, pha cực: Iđm = 1000 , Uđm = 690 (V), IN = 25 (kV) * Chọn Aptomat tổng trạm BA2 IđmAT ≥ IđmBA = 539 = 778 (A) 3.0,4 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thơng số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại C801N, pha cực Iđm = 800 (A), Uđm = 690 (V), IN = 25 (kA) *Chọn Aptomat tổng trạm BA3 IđmAT ≥ IđmBA = 546 = 789 (A) 3.0,4 36 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thơng số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại C801N, pha cực Iđm = 800 (A), Uđm = 690 (V), IN = 25 (kA) * Chọn Aptomat nhánh - Chọn Aptomat lộ A1, B1, C2, A3 I= 250 = 361 (A) 3.0,4 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thông số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại NS400N, pha cực Iđm = 400 (A), Uđm = 690 (V), IN = 10 (kA) - Chọn Aptomat lộ C1 I= 130 = 187 (A) 3.0,4 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thơng số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại NS250N, pha cực Iđm = 250 (A), Uđm = 690 (V), IN = (kA) - Chọn Aptomat lộ A2, C3 I= 200 = 289 (A) 3.0,4 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thơng số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại NS400N, pha cực Iđm = 400 (A), Uđm = 690 (V), IN = 10 (kA) - Chọn Aptomat lộ B2 B3 I= 150 = 216 (A) 3.0,4 37 Tra bảng PL 3.3 trang 355 sách thiết kế CCĐ cho xí nghiệp nhà cao tầng, ta có thơng số kỹ thuật sau: Aptomat Merlin Gerin chế tạo, loại NS250N, pha cực Iđm = 250 (A), Uđm = 690 (V), IN = (kA) 38 CHƢƠNG BẢO VỆ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT 3.1 KHI NIM V SẫT Sét phóng điện khí đám mây tích điện đất hay đám mây mang điện trái dấu Các đám mây mang điện kết phân tích điện tích trái dấu tập trung chúng thành phần khác đám mây Phần d-ới đám mây th-ờng tích điện tích âm, phần th-ờng tích điện tích d-ơng C-ờng độ điện tr-ờng tụ điện mây đất tăng dần lên c-ờng độ đạt tới trị số tới hạn 25 30 (KV)/cm2 không khí bị ion hoá bắt đầu trở nên dẫn điện Sự phóng điện chia làm ba giai đoạn: Giai đoạn phóng điện tiên đạo bậc Giai đoạn phóng điện chủ yếu sét, dòng điện tiên đạo vừa phát triển ®Õn ®Êt hay c¸c vËt dÉn ®iƯn nèi víi ®Êt Giai đoạn phóng điện thứ ba sét kết thúc di chuyển điện tích mây từ bắt đầu phóng điện Th-ờng phóng điện sét gồm loạt phóng điện di chuyển điện tích từ thành phần khác đám mây Quá điện áp khí phát sinh hệ thống điện sét đánh trực tiếp vào vật trời nh- sét đánh gần công trình điện Quá điện áp sét đánh trực tiÕp lµ nguy hiĨm nhÊt 3.2 CÁC THIẾT BỊ CHỐNG SÉT ThiÕt bÞ chèng sÐt bao gåm hƯ thèng cét, dây chống sét hệ thống nối đất Khi có đám mây tích điện âm qua đỉnh cột thu lôi, nhờ cảm ứng tĩnh điện đỉnh cột thu lôi nạp điện tích d-ơng Do đỉnh cột thu lôi nhọn nên c-ờng độ diện tr-ờng vùng lớn Điều tạo nên 39 phóng điện từ đầu cột thu lôi đến đám mây tích điện tích âm mà có dòng điện phóng từ đám mây xuống đất Điều quan trọng thiết bị chống sét chiều cao cột thu lôi hệ thống nối đất phải đảm bảo 3.2.1 Thiết bị chống sét đánh trực tiếp Chủ yếu có hai loại sau: Loại theo tập quán kinh điển, dạng đầu thu cột thu lôi thông th-ơng đặt sở phát minh Franklin Loại không theo tập quán hay loại đ-ợc tăng c-ờng Loại đ-ợc tăng c-ờng có phẩm chất tốt hơn, đầu thu làm phát dải sớm gọi ESE Những cột thu lôi theo tập quán Franklin th-êng cã chiÒu cao h  (23) Mét sè cét phía đầu lại có nhiều điểm đ-a có dạng chân chim, nhằm mục đích trang trí Nhiều dạng khác sợi dây đơn giản dải băng dẹt đặt dọc theo bờ t-ờng hay mái nhà 3.2.2 Thiết bị chống sét từ đ-ờng dây vào trạm Các đ-ờng dây không dù có đ-ợc bảo vệ chống sét hay không thiết bị điện nối với chúng phải chịu tác dụng sóng sét truyền từ đ-ờng dây đến Biên ®é cđa qu¸ ®iƯn ¸p khÝ qun cã thĨ lín điện áp cách điện thiết bị dẫn đến chọc thủng cách điện Vì để bảo vệ thiết bị điện trạm biến áp tránh sóng điện áp truyền từ đ-ờng dây vào phải dùng thiết bị chống sét Có ba loại chủ yếu sau * Khe hở phóng điện Là thiết bị chống sét đơn giản gồm hai điện cực có điện cực nối với mạch điện điện cực nối với đất Vì phận dập hồ quang nên làm việc bảo vệ rơle cắt mạch điện khe hở phóng điện th-ờng đ-ợc dùng làm bảo vệ phụ làm phận loại chống sét kh¸c 40 * Chèng sÐt èng Gåm hai khe hë khe hở đ-ợc đặt ống làm vật liệu sinh khí nh- fibrô bakêlít Khi điện áp cao cẩ hai khe hở phóng điện D-ới tác dụng hồ quang chất sinh khí phát nóng sản sinh nhiều khí làm cho áp suất ống tăng tới hàng chục atm thổi tắt hồ quang * Chèng sÐt van Gåm hai phÇn tư chÝnh khe hở phóng điện điện trở làm việc Khe hở bao gồm chuỗi khe hở nhỏ Điện trở làm việc điện trở phi tuyến có tác dụng hạn chế trị số dòng điện ngắn mạch trạm đất qua chống sét van sóng điện ¸p chäc thđng, khe hë phãng ®iƯn 3.3 LỰA CHỌN THIT B CHNG SẫT Do trạm biến áp có công suất S 500 (kVA) điện áp 10 (kV) nên chọn thiết bị chống sét chống sÐt van, cã hƯ thèng tiÕp ®Êt ( phơc vơ cho việc tiếp đất giàn trạm trung tính máy biến áp ) điện trở tiếp đất phải () Bảng 3.1 Thông số chống sét van AZLP-501B24 Loại Vật liệu Uđ/m AZLP-501B10 Ôxit kim loại MO 10 D.điện phóng đ/m 10(kA) Vật liệuvỏ Sứ 3.4 nối đất Đặc điểm hệ thống điện phân bố diện tích rộng có ng-ời th-ng xuyên làm việc với thiết bị điện Nguyên nhân dẫn đến tai nạn điện cách điện thiết bị điện bị chọc thủng, ng-ời vận hnh không tuân theo yêu cầu an toàn điện sét đánh trực tiếp gián tiếp vào thiết bị điện làm h- hỏng thiết bị điện gây nguy hiểm cho ng-ời vận hành Do hệ thống cung cấp điện phải có biện pháp đảm bảo thiết bị điện làm viƯc tin cËy vµ an toµn cho ng-êi vËn hµnh Ph-ơng pháp 41 đơn giản t-ơmg đối hiệu việc đặt thiết bị chống sét ta thực nối đất cho thiết bị điện Có hai ph-ơng pháp nối đất: * Nối đất làm việc: có nhiệm vụ đảm bảo làm việc bình th-ờng thiết bị điện trạng thái qui định * Nối đất bảo vệ ( nối đất an toàn ): bảo vệ ng-ời cách nối đất phận làm kim loại mang điện xảy cố Trang bị nối đất bao gồm điện cực dây nối trạm biến áp, nguyên tắc phải tách rời hai hệ thống nối đất làm việc nối đất bảo vệ, để phòng dòng ngắn mạch lớn hay dòng điện sét vào hệ thống nối đất làm việc không gây điện cao hệ thống nối đất an toàn Có hai hình thức nối đất: nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo Nối đất tự nhiên sử dụng vật liệu tự nhiên có sẵn nh- èng dÉn n-íc hay c¸c èng dÉn kh¸c b»ng kim loại đặt đất ( trừ ống dẫn kim loại lỏng khí dễ cháy) kết cấu kim loại công trình nhà cửa nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất làm trang bị nối đất Nối đất nhân tạo: th-ờng thực cọc thép, thép dẹt hình chữ nhật hay thép góc từ 23 (m) đóng sâu xuống đất cho đầu cách mặt đất khoảng 0,5 0,8 (m) Dây nối đất cần có tiết diện thoả mÃn độ bền khí ổn định nhiệt, chịu đ-ợc dòng điện cho phép lâu dài Dây nối đất không đ-ợc bé 1/3 tiết diện dây dẫn pha dây dẫn th-ờng dïng thÐp cã tiÕt diƯn 120 (mm2), nh«m 35 (mm2) đồng 25 (mm2) * Yêu cầu kỹ thuật nối đất: Hệ thống nối đất phải đảm bảo trị số nối đất phải đủ nhỏ theo yêu cầu hệ thống nguồn điện Điện trở nối đất thời điểm năm không đ-ợc v-ợt trị số điện trở cho phép 42 Đảm bảo cân tốt: chất l-ợng hệ thống nối đất phải đảm bảo để điện áp chạm điện áp b-ớc có ngắn mạch đủ nhỏ, đảm bảo an toàn Đảm bảo độ bền học chống ăn mòn hệ thống nối đất Việc tính chọn kích th-ớc loại ®iƯn cùc ph¶i tÝnh ®Õn ®iỊu kiƯn thùc tÕ nèi đất Các mối nối phải đảm bảo độ bền học chống rỉ Hệ thống nối đất phải làm việc ổn định, tin cậy kinh tế Việc tính toán thiết kế phải phù hợp, thi công phải qui định, qui trình đặt * Trị số cho phép điện trở nối đất: Đối với thiết bị có điểm trung tính khôn nối đất trực tiếp dùng cho thiết bị cao ¸p R cp  250 I (3-1) NÕu ®iĨm nèi trung tính cách điện hệ thống nối đất cho thiết bị cao áp hạ áp R cp 125 I (3-2) nh-ng không v-ợt 10 () I: dòng điện ngắn mạch chạm đất pha, * Thông số tính toán bảo vệ nối đất: Điện trë nèi ®Êt cho phÐp Rcp = (); Cäc tiếp địa dùng thép góc L 60x60x6 (mm) có chiều dµi lµ l = 2,5(m); Thanh nèi dïng thÐp dĐt 40x4 (mm) chon sâu 0,7(m) đ-ợc hàn vào cọc tiếp địa Hệ thống tiếp địa đ-ợc bố trí thành mạch kín 43 Trạm xây dựng đất thịt có ®iƯn trë st  = 0,6.104 (cm) *TÝnh to¸n hƯ thống nối đất: Điện trở cọc tiếp địa: R dc   tt  2l  4.H tb  l    ln  ln   (3-3)   2..l  b  4.H tb  l Trong đó: tt - Điện trở suất tính toán đất, cm tt = .K (3-4) - điện trở suất phụ thuộc vào địa hình; cm K hệ số mùa với cóc tiếp địa thẳng ®øng, mïa m-a K =1,5; l – ChiỊu dµi cäc tiếp địa; H tb H 250  70   195(cm) 2 H0 – chiÒu sâu chôn cọc; Thay số vào công thức ( 4-3) ta cã: 1,5.0,6.104  2.250  4.195  250   Rdc   ln  ln    27,258 2.3,14.250   4.195  250   Sè l-ỵng cäc theo lý thut: R dc N lt Rd (3-5) Thay số vào công thức ta có: Nlt = (cọc) Khoảng cách hai cọc tiếp địa a = (m); 44 Tra b¶ng a  , Nlt = (cäc), hệ số sử dụng cọc tiếp địa tđ = 0,71 l N R dc R d  td (3-6) Thay số vào công thức ta có: N Với 27,258 = 10 (cäc) 4.0,71 a  , N = 10 tra bảng ta có = 0,66 l Điện trở nối đất số cọc tiếp địa vừa tính đ-ợc R tt  R dc N. td (3-7) Thay sè vào công thức : Rtt 27,258 = 4,13 () 10.0,66 Tổng chiều dài nối cọc tiếp điạ: L = N.a = 10.500 =5000 (cm) Độ chôn sâu cña nèi ngang h = h0 + b/2 = 80 + 4/2 =82 (cm) Điện trở nối đ-ợc xác định: tt 2.l R thn ln 2. l b.h (3-8) Thay số vào công thức 1,5.0,6.10 2.50002 R thn  ln  3,421() 2.3,14.5000 4.82 Điện trở nối đất nhân tạo toàn hệ thèng 45 R  R tt R thn R tt R thn (3-9) Thay số vào công thức ta cã: 4,13.3,421 R   1,871()  4,13  3,421 Nh- hệ thống nối đất tính toán gồm 10 cọc tiếp địa nối hàn liên kết cọc với thoả mÃn điện trở nối đất hệ thèng 46 KÊT LUẬN Qua tháng thực đề tài tốt nghiệp đươc giúp đỡ tận tình Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý thầy cô môn Điện tự động công nghiệp, cố gắng thân kiến thức sau năm học trường, đến em hồn thành đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xã Lâm Động “ Sau hoàn thành đồ án này, em thu nhận vấn đề sau: Biết cách tính tốn mạng điên cụ thể cho địa phương Quan sát thực tế tìm hiểu số trang thiết bị mạng điện Củng cố thêm kiến thức thiếu mạng cung cấp điện Tuy nhiên, nhiều hạn chế kiến thức thân hiểu biết thực tế Vì vậy, đề tài cịn nhiều thiếu sót có hạn chế định nên em mong thầy bạn đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Hồng Quang (2003), Cung cấp điện, NXB Giáo dục [2] Ngô Hồng Quang (2000), Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500 (kV), NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [3] Ngô Hồng Quang -Vũ Văn Tẩm (2003), Thiết kế cấp điện, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [4] Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Mạnh Hoạch (2000), Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp đô thị cao tầng, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 48 ... đoạn tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi phụ tải tính tốn 1.3 THỐNG KÊ PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA Xà Lâm Động xã nông nghiệp nằm ven thành phố Hải Phịng , nhu cầu sử dụng điện xã khơng cao đa... UBND xã Quạt chiếu sáng Xưởng khí nhỏ 10 Nhà xay xát CHƢƠNG LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN Xà LÂM ĐỘNG 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2.1.1 Hệ thống điện lƣới điện Hệ thống điện bao gồm: nguồn điện, ... cầu phƣơng án cung cấp điện Bất kỳ phương án cung cấp điện phải thoả mãn yêu cầu sau: * Độ tin cậy cung cấp điện: mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tuỷ thuộc vào tính chất hộ dùng điện: Hộ loại