Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I. Giới thiệu 1.1 Lưới điện và lưới cung cấp điện Hệ thống điện bao gồm ba khâu: nguồn điện, truyền tải điện và tiêu thụ điện. Nguồn điện là các nhà máy điện. Tiêu thụ điện bao gồm tất cả các đối tượng sử dụng điện năng trong các lĩnh vực kinh tế và đời sống. Để truyền tải điện từ nguồn phát đến các hộ tiêu thụ điện người ta sử dụng lưới điện. Lưới điện bao gồm đường dây tải điện và trạm biến áp, lưới điện nước ta có rất nhiều cấp điện áp: 6kV, 10kV, 22kV, 35kV, 110kV, 220kV. 1.2 Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện Đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất của hộ dùng điện. Hộ loại 1: là những hộ quan trọng không thể mất điện, nếu xảy ra mất điện sẽ xảy ra hậu quả nghiêm trọng. Như sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, các đại sứ quán v.v... Hộ loại 2: bao gồm các xí nghiệp, thương mại, dịch vụ v.v...với những hộ này nếu mất điện sẽ bị thua thiệt về kinh tế. Hộ loại 3: là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần thiết. Đó là những hộ ánh sáng sinh hoạt đô thị và nông thôn. 1.2.2 Chất lượng điện Chất lượng điện được thể hiện ở hai chỉ tiêu: tần số (f) và điện áp (U). Một phương án cấp điện tốt là phương án đảm bảo trị số tần số và điện áp nằm trong giới hạn cho phép là. f = 50 (Hz) ÷ 60 (Hz) Ubt 5%Uđm và Usc 10%Uđm 1.3 Mạng lưới điện hiện nay của huyện Tân Thành CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 2 Hiện nay, huyện Tân Thành vẫn do đường dây 22 kV của huyện Tân Hiệp cung cấp đến, với công suất và độ tin cậy không cao, chỉ mới đáp ứng đủ cho các phụ tải nằm trên đường giao thông của Huyện. Còn những hộ sống trong các kinh thì không có điện. Vì thế trong tương lai, Huyện sẽ có một mạng lưới với một trạm biến áp riêng do đường dây 35 kV từ Chung Sư đến. Mạng lưới bảo đảm về công suất và chất lượng điện năng cung cấp cho toàn Huyện, với độ an toàn và tin cậy cao. II. Cơ sở lý luận thiết kế 2.1 Phương pháp tính toán phụ tải 2.1.1 Khái niệm chung Phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện. Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị điện quá lớn làm tăng vốn đầu tư. Xác định phụ tải điện quá nhỏ dẫn đến chọn thiết bị điện quá nhỏ sẽ bị quá tải gây cháy nổ hư hại công trình, làm mất điện. Xác định chính xác phụ tải điện là việc làm khó, công trình điện thường phải được thiết kế, lắp đặt trước khi có đối tượng sử dụng điện. Phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán. Cần lưu ý phân biệt phụ tải tính toán và phụ tải thực tế khi các nhà máy đã đi vào hoạt động. Phụ tải tính toán là phụ tải gần đúng chỉ dùng để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện còn phụ tải thực tế là phụ tải chính xác có thể xác định được bằng các đồng hồ đo được trong quá trình vận hành. Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện, cần căn cứ và lượng thông tin thu nhận được qua từng giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương pháp thích hợp. Càng có nhiều thông tin về đối tượng sử dụng càng lựa chọn được phương pháp chính xác. 2.1.2 Các đại lượng và các hệ số tính toán thường gặp 1 Công suất định mức (5, tr15) Công suất định mức thường được các nhà chế tạo ghi sẵn trên lý lịch hoặc nhãn hiệu máy. Đối với động cơ điện, công suất định mức là công suất trên trục động cơ. Đứng về mặt cung cấp điện, ta chỉ quan tâm đến công suất đầu vào của động cơ gọi là công suất đặt. Công suất đặt động cơ được tính như sau: dc dm d P P (1.1) Trong đó: Pd công suất đặt của động cơ (kW) Pdm công suất định mức của động cơ (kW) dc hiệu suất định mức của động cơ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN MỚI TÂN THÀNH (KIÊN GIANG) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Lê Vĩnh Trường SINH VIÊN THỰC HIỆN Võ Văn Dũng (MSSV: 1010849) Ngành: Kỹ Thuật Điện - Khoá 27 Tháng 12/2005 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I Giới thiệu 1.1 Lưới điện lưới cung cấp điện Hệ thống điện bao gồm ba khâu: nguồn điện, truyền tải điện tiêu thụ điện - Nguồn điện nhà máy điện - Tiêu thụ điện bao gồm tất đối tượng sử dụng điện lĩnh vực kinh tế đời sống - Để truyền tải điện từ nguồn phát đến hộ tiêu thụ điện người ta sử dụng lưới điện Lưới điện bao gồm đường dây tải điện trạm biến áp, lưới điện nước ta có nhiều cấp điện áp: 6kV, 10kV, 22kV, 35kV, 110kV, 220kV 1.2 Những yêu cầu phương án cung cấp điện 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện - Đó mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất hộ dùng điện Hộ loại 1: hộ quan trọng điện, xảy điện xảy hậu nghiêm trọng Như sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, đại sứ quán v.v Hộ loại 2: bao gồm xí nghiệp, thương mại, dịch vụ v.v với hộ điện bị thua thiệt kinh tế Hộ loại 3: hộ không quan trọng cho phép điện tạm thời cần thiết Đó hộ ánh sáng sinh hoạt thị nông thôn 1.2.2 Chất lượng điện Chất lượng điện thể hai tiêu: tần số (f) điện áp (U) Một phương án cấp điện tốt phương án đảm bảo trị số tần số điện áp nằm giới hạn cho phép f = 50 (Hz) ÷ 60 (Hz) Ubt 5%Uđm Usc 10%Uđm 1.3 Mạng lưới điện huyện Tân Thành SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Hiện nay, huyện Tân Thành đường dây 22 kV huyện Tân Hiệp cung cấp đến, với công suất độ tin cậy không cao, đáp ứng đủ cho phụ tải nằm đường giao thơng Huyện Cịn hộ sống kinh khơng có điện Vì tương lai, Huyện có mạng lưới với trạm biến áp riêng đường dây 35 kV từ Chung Sư đến Mạng lưới bảo đảm công suất chất lượng điện cung cấp cho toàn Huyện, với độ an toàn tin cậy cao II Cơ sở lý luận thiết kế 2.1 Phương pháp tính tốn phụ tải 2.1.1 Khái niệm chung 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 dẫn đến chọn thiết bị điện nhỏ bị tải gây cháy nổ hư hại cơng trình, làm điện Xác định xác phụ tải điện việc làm khó, cơng trình điện thường phải thiết kế, lắp đặt trước có đối tượng sử dụng điện Phụ tải cần xác định giai đoạn tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi phụ tải tính tốn Cần lưu ý phân biệt phụ tải tính toán phụ tải thực tế nhà máy vào hoạt động Phụ tải tính tốn phụ tải gần dùng để tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện phụ tải thực tế phụ tải xác xác định đồng hồ đo trình vận hành Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện, cần lượng thông tin thu nhận qua giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương pháp thích hợp Càng có nhiều thơng tin đối tượng sử dụng lựa chọn phương pháp xác 2.1.2 Các đại lượng hệ số tính tốn thường gặp - Cơng suất định mức ([5, tr15]) Công suất định mức thường nhà chế tạo ghi sẵn lý lịch nhãn hiệu máy Đối với động điện, công suất định mức công suất trục động Đứng mặt cung cấp điện, ta quan tâm đến công suất đầu vào động gọi công suất đặt Cơng suất đặt động tính sau: P (1.1) Pd dm dc Trong đó: Pd - cơng suất đặt động (kW) Pdm - công suất định mức động (kW) dc - hiệu suất định mức động SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Hiệu suất định mức động tương đối cao người ta thường cho phép bỏ qua hiệu suất nên: Pd = Pdm - Phụ tải trung bình Ptb ([5, tr15]) Phụ tải trung bình đặc trưng tĩnh phụ tải khoảng thời gian Tổng phụ tải trung bình thiết bị điện cho ta sở để đánh giá giới hạn phụ tải tính tốn Trong thực tế cơng thức tính phụ tải trung bình là: Ptb W t (1.2) Trong đó: W - điện tiêu thụ khoảng thời gian khảo sát (kWh) t - thời gian khảo sát (h) Phụ tải trung bình nhóm thiết bị điện tính theo cơng thức: n Ptb Pi (1.3) i 1 Biết phụ tải trung bình, xác định phụ tải tính tốn, tính tổn thất điện Thơng thường phụ tải trung bình xác định ứng với thời gian khảo sát ca làm việc, tháng năm - Phụ tải cực đại Pmax ([5, tr16]) Phụ tải cực đại Pmax phụ tải trung bình lớn tính khoảng thời gian tương đối ngắn Δt (thường lấy khoảng thời gian từ 10 đến 30 phút) Trị số dùng để chọn thiết bị điện theo điều kiện phát nóng Nó cho phép đánh giá giới hạn phụ tải tính tốn Người ta dùng phụ tải cực tính tổn thất cơng suất lớn nhất, để chọn thiết bị, chọn dây dẫn dây cáp theo điều kiện mật độ dòng kinh tế - Phụ tải tính tốn Ptt ([5, tr16]) Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác, phụ tải tính tốn làm nóng lên đến nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Như vậy, chọn thiết bị điện theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn mặt phát nóng cho thiết bị trạng thái vận hành Quan hệ phụ tải tính tốn với phụ tải khác: Pmax Ptt Ptb - Hệ số nhu cầu ([5, tr18]) Hệ số nhu cầu phụ tải tỷ số công suất tiêu thụ tải cực đại tổng công suất định mức nối với hệ thống Hệ số nhu cầu tiêu thụ phụ tải tính phần hệ thống; phụ tải công nghiệp thương mại, Knc lth = 62,68 (m) Ứng suất σmax xuất Vmax tb 250 C ứng với σgtII d Giải phương trình trạng thái tìm σmax f max max g 32 l g 12 l AC max tb gtII 2 24. AC max 24. AC gtII AC 36,8.10 65 3 2 24.12,4.106. 2max 99,71 220,5.10 65 3 2 24.12,4.10 6.99,71 19,2.10 6 40 25 12,4.10 6 3max 7,05. 2max 19226,022 Được giải phương pháp gần sau: Cho σmax = 29,36 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 29,363 7,05.29,362 19231,4342 19226,022 Cho σmax = 29,358 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 29,3583 7,05.29,3582 19227,1 19226,022 Vậy chấp nhận kết σmax = 29,358 (N/mm2) - Độ võng lớn nhất: f max tt 36,8.10 3.652 0,662 (m) 8.29,358 - Sức căng dây dẫn điểm thấp nhất: Ttn = 25.29,358 = 733,95 (N) - Sức căng dây đầu cột (hay điểm cao nhất): σcn = σmax + g1.fmaxtt = 29,358 + 36,8.10-3.0,662 = 29,4 (N/mm2) Tđc = 29,4.25 = 735 (N) - Khoảng cách an tồn từ dây trung tính đến mặt đất Ta có: H = 12 (m), hw = 0,9 (m), h0 = 0,23 (m), fmaxtt = 0,662 (m), hk = (m) hd = 12 - (0,23 + 0,9 + 0,662) - = 8,208 (m) 6.2.1.2 Phát tuyến bên sơng A Dây AC – 35 a Tra PL bảng xác định tải trọng riêng theo công thức (1.69), (1.70) 9,81.10 3.150 42,9.103 (N/m.mm2) 35 9,81.0,7.1,2.8,4.352.103 g2 151,4.103 (N/m.mm2) 16.35 g 1,02 g g12 g 22 157,3.103 (N/m.mm2) b Ứng suất nhiệt nhiệt độ cực tiểu nhiệt độ trung bình SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 81 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN - Tra PL bảng tìm FA = 36,9 (mm2), FFe = 6,2 (mm2), ta có: E . A E A 12.106.196.103 5,95.23.106.61,6.103 AC Fe Fe 19,16.106 (1 / C) 3 E Fe .E A 196.10 5,95.61,6.10 FA 36,9 5,95 FFe 6,2 5,95 1 12,36.10 6 (mm2/N) = 3 E Fe .E A 196.10 5,95.61,6.10 Trong đó: - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ cực tiểu: nhA A AC .E A = 23.106 19,16.106 15 5.61,6.103 2,37 (N/mm2) - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ trung bình: nhA A AC tb .E A = 23.106 19,16.106 15 25.61,6.103 2,37 (N/mm2) Ứng với có: σCAI = [σAC]cp - σnhA = 78,5 + 2,37 = 80,87 (N/mm2) Ứng với tb có: σCAII = [σAC]cp - σnhA = 78,5 - 2,37 = 76,13 (N/mm2) c Tìm ứng suất giả tưởng, khoảng vượt tới hạn xác định trạng thái ứng suất gtI CAI 1 106,2 (N/mm2) = 80,87 6 12,36.10 61,6.10 AC E A gtII CAII l th 1 99,99 (N/mm2) = 76,13 6 12,36.10 61,6.103 AC E A 24. A tb g3 gtII g1 gtI = 24.23.106 25 5 2 157,3 42,9 106 106 99,99 106,2 69,13 (m) Khoảng vượt thực tế l = 65 (m) < lth = 69,13 (m) Ứng suất σmax xuất ứng với σgtI d Giải phương trình trạng thái tìm σ max f max max g 12 l g 12 l gtI AC max 2 24. AC max 24. AC gtI AC 42,9.10 65 3 2 24.12,36.10 6. 2max 106,2 42,9.10 65 3 2 24.12,36.106.106,2 19,16.106 40 5 12,36.106 3max 36,72. 2max 26212,68 Được giải phương pháp gần sau Cho σmax = 48,068 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 48,0683 36,72.48,0682 26219,8 26212,68 Cho σmax = 48,066 (N/mm2), tính vế trái phương trình: SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 82 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN 48,0663 36,72.48,0662 26213,1 26212,68 Vậy chấp nhận kết σmax = 48,066 (N/mm2) - Độ võng lớn nhất: f max 42,9.10 3.652 0,5 (m) 8.48,066 - Sức căng dây dẫn điểm thấp nhất: Ttn = 35.48,066 = 1682,31 (N) - Sức căng dây đầu cột (hay điểm cao nhất): σcn = σmax + g1.fmax = 48,066 + 42,9.10-3.0,5 = 48,08 (N/mm2) Tđc = 48,08.35 = 1682,8 (N) B Dây trung tính AC – 16 a Tra PL bảng xác định tải trọng riêng theo công thức (1.69), (1.70) 9,81.10 3.62 g 1,02 38,8.10 3 (N/m.mm2) 16 9,81.0,7.1,2.5,4.352.10 3 g2 212,9.10 3 (N/m.mm2) 16.16 g g12 g 22 216,4.103 (N/m.mm2) b Ứng suất nhiệt nhiệt độ cực tiểu nhiệt độ trung bình - Tra PL bảng tìm FA = 15,3 (mm2), FFe = 2,5 (mm2), ta có: Fe E Fe . A E A 12.106.196.103 6,12.23.106.61,6.103 19,2.106 (1 / C) E Fe .E A 196.103 6,12.61,6.103 F 15,3 Trong đó: A 6,12 FFe 2,5 6,12 1 12,4.10 6 (mm2/N) = 3 196 10 , 12 61 , 10 E Fe .E A AC - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ cực tiểu: nhA A AC .E A = 23.106 19,2.106 15 5.61,6.103 2,34 (N/mm2) - Ứng suất nhiệt nhơm nhiệt độ trung bình: nhA A AC tb .E A = 23.106 19,2.106 15 25.61,6.103 2,34 (N/mm2) Ứng với có: σCAI = [σAC]cp - σnhA = 78,5 + 2,34 = 80,84 (N/mm2) Ứng với tb có: σCAII = [σAC]cp - σnhA = 78,5 - 2,34 = 76,16 (N/mm2) c Tìm ứng suất giả tưởng, khoảng vượt tới hạn xác định trạng thái ứng suất gtI CAI 1 105,8 (N/mm2) = 80,84 6 12,4.10 61,6.10 AC E A gtII CAII SVTH: VÕ VĂN DŨNG 1 99,71 (N/mm2) = 76,16 6 12,4.10 61,6.103 AC E A TRANG 83 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN l th 24. A tb g3 gtII g1 gtI = 24.23.106 25 5 2 216,4 38,8 106 106 99,71 105,8 49,12 (m) Khoảng vượt thực tế l = 65 (m) > lth = 49,12 (m) Ứng suất σmax xuất Vmax tb 250 C ứng với σgtII d Giải phương trình trạng thái tìm σ max f max max g 32 l g 12 l AC max tb gtII 2 24. AC max 24. AC gtII AC 38,8.10 65 3 2 24.12,4.106. 2max 99,71 280,8.10 65 3 2 24.12,4.10 6.99,71 19,2.10 6 40 25 12,4.10 6 3max 36,105. 2max 21372,59 Được giải phương pháp gần sau: Cho σmax = 19,6 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 19,6 36,105.19,6 21399,6 21372,59 Cho σmax = 19,5896 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 19,58963 36,105.19,58962 21372,9 21372,59 Vậy chấp nhận kết σmax = 19,5896 (N/mm2) - Độ võng lớn nhất: fmaxtt 38,8.103.652 (m) 8.19,5896 - Sức căng dây dẫn điểm thấp nhất: Ttn = 16.19,5896 = 313,4 (N) - Sức căng dây đầu cột (hay điểm cao nhất): σcn = σmax + g1.fmaxtt = 19,5896 + 38,8.10-3.1 = 19,6284 (N/mm2) Tđc = 19,6284.16 = 314,1 (N) - Khoảng cách an tồn từ dây trung tính đến mặt đất Ta có: H = 12 (m), hw = 0,9 (m), h0 = 0,23 (m), fmaxtt = (m), hk = (m) hd = 12 - (0,23 + 0,9 + 1) - = 7,87 (m) 6.2.1.3 Các nhánh rẽ A Dây AC – 25 a Tra PL bảng xác định tải trọng riêng theo công thức (1.69), (1.70) 9,81.10 3.92 36,8.10 3 (N/m.mm2) 25 9,81.0,7.1,2.6,6.352.10 3 g2 166,6.10 3 (N/m.mm2) 16.25 g 1,02 g g12 g 22 170,6.103 (N/m.mm2) b Ứng suất nhiệt nhiệt độ cực tiểu nhiệt độ trung bình SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 84 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN - Tra PL bảng tìm FA = 22,8 (mm2), FFe = 3,8 (mm2) Fe E Fe . A E A 12.106.196.103 6.23.106.61,6.103 19,2.106 (1 / C) 3 E Fe .E A 196.10 6.61,6 F 22,8 Trong đó: A 6 FFe 3,8 1 1 12,4.10 6 (mm2/N) = 3 E Fe .E A 196.10 6.61,6.10 AC - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ cực tiểu: nhA A AC .E A = 23.106 19,2.106 15 5.61,6.103 2,34 (N/mm2) - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ trung bình: nhA A AC tb .E A = 23.106 19,2.106 15 25.61,6.103 2,34 (N/mm2) Ứng với có: σCAI = [σAC]cp - σnhA = 78,5 + 2,34 = 80,84 (N/mm2) Ứng với tb có: σCAII = [σAC]cp - σnhA = 78,5 - 2,34 = 76,16 (N/mm2) c Tìm ứng suất giả tưởng, khoảng vượt tới hạn xác định trạng thái ứng suất gtI CAI 1 105,8 (N/mm2) = 80,84 6 12 , 10 61 , 10 AC E A gtII CAII l th 1 99,71 (N/mm2) = 76,16 6 12,4.10 61,6.10 AC E A 24. A tb g3 gtII g1 gtI = 24.23.106 25 5 2 170,6 36,8 106 106 99,71 105,8 62,68 (m) Khoảng vượt thực tế l = 65 (m) > lth = 62,68 (m) Ứng suất σmax xuất Vmax tb 250 C ứng với σgtII d Giải phương trình trạng thái tìm σ max f max max g 32 l g 12 l gtII AC max tb 2 24. AC max 24. AC gtII AC 36,8.10 65 3 2 24.12,4.106. 2max 99,71 220,5.10 65 3 2 24.12,4.10 6.99,71 19,2.10 6 40 25 12,4.10 6 3max 7,05. 2max 19226,022 Được giải phương pháp gần sau: Cho σmax = 29,36 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 29,363 7,05.29,362 19231,4342 19226,022 Cho σmax = 29,358 (N/mm2), tính vế trái phương trình: SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 85 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN 29,3583 7,05.29,3582 19227,1 19226,022 Vậy chấp nhận kết σmax = 29,358 (N/mm2) - Độ võng lớn nhất: f max 36,8.10 3.652 0,662 (m) 8.29,358 - Sức căng dây dẫn điểm thấp nhất: Ttn = 25.29,358 = 733,95 (N) - Sức căng dây đầu cột (hay điểm cao nhất): σcn = σmax + g1.fmax = 29,358 + 36,8.10-3.0,662 = 29,4 (N/mm2) Tđc = 29,4.25 = 735 (N) B Dây trung tính AC – 25 a Tra PL bảng xác định tải trọng riêng theo công thức (1.69), (1.70) 9,81.10 3.92 g 1,02 36,8.10 3 (N/m.mm2) 25 9,81.0,7.1,2.6,6.352.10 3 g2 166,6.10 3 (N/m.mm2) 16.25 g g12 g 22 170,6.103 (N/m.mm2) b Ứng suất nhiệt nhiệt độ cực tiểu nhiệt độ trung bình - Tra PL bảng tìm FA = 22,8 (mm2), FFe = 3,8 (mm2) Fe E Fe . A E A 12.106.196.103 6.23.106.61,6.103 19,2.106 (1 / C) E Fe .E A 196.103 6.61,6 F 22,8 Trong đó: A 6 FFe 3,8 1 1 12,4.10 6 (mm2/N) = 3 196 10 61 , 10 E Fe .E A AC - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ cực tiểu: nhA A AC .E A = 23.106 19,2.106 15 5.61,6.103 2,34 (N/mm2) - Ứng suất nhiệt nhôm nhiệt độ trung bình: nhA A AC tb .E A = 23.106 19,2.106 15 25.61,6.103 2,34 (N/mm2) Ứng với có: σCAI = [σAC]cp - σnhA = 78,5 + 2,34 = 80,84 (N/mm2) Ứng với tb có: σCAII = [σAC]cp - σnhA = 78,5 - 2,34 = 76,16 (N/mm2) c Tìm ứng suất giả tưởng, khoảng vượt tới hạn xác định trạng thái ứng suất gtI CAI 1 105,8 (N/mm2) = 80,84 6 12,4.10 61,6.10 AC E A gtII CAII SVTH: VÕ VĂN DŨNG 1 99,71 (N/mm2) = 76,16 6 12,4.10 61,6.103 AC E A TRANG 86 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN l th 24. A tb g3 gtII g1 gtI = 24.23.106 25 5 2 170,6 36,8 106 106 99,71 105,8 62,68 (m) Khoảng vượt thực tế l = 65 (m) > lth = 62,68 (m) Ứng suất σmax xuất Vmax tb 250 C ứng với σgtII d Giải phương trình trạng thái tìm σ max f max max g 32 l g 12 l AC max tb gtII 2 24. AC max 24. AC gtII AC 36,8.10 65 3 2 24.12,4.106. 2max 99,71 220,5.10 65 3 2 24.12,4.10 6.99,71 19,2.10 6 40 25 12,4.10 6 3max 7,05. 2max 19226,022 Được giải phương pháp gần sau: Cho σmax = 29,36 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 29,363 7,05.29,362 19231,4342 19226,022 Cho σmax = 29,358 (N/mm2), tính vế trái phương trình: 29,3583 7,05.29,3582 19227,1 19226,022 Vậy chấp nhận kết σmax = 29,358 (N/mm2) - Độ võng lớn nhất: f max 36,8.10 3.652 0,662 (m) 8.29,358 - Sức căng dây dẫn điểm thấp nhất: Ttn = 25.29,358 = 733,95 (N) - Sức căng dây đầu cột (hay điểm cao nhất): σcn = σmax + g1.fmax = 29,358 + 36,8.10-3.0,662 = 29,4 (N/mm2) Tđc = 29,4.25 = 735 (N) - Khoảng cách an toàn từ dây trung tính đến mặt đất Ta có: H = 12 (m), hw = 0,9 (m), h0 = 0,23 (m), fmaxtt = 0,662 (m), hk = (m) hd = 12 - (0,23 + 0,9 + 0,662) - = 8,208 (m) 6.3 Tính tốn lực lên cột chọn cột 6.3.1 Phát tuyến bên lộ giao thơng A Các lực tác dụng lên đầu cột trung gian theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột Pgc 9,81 9,81 k C x v S = 0,7.0,7.352.0,081 29,8 (N) 16 16 Với: S = 0,35.0,23 = 0,081 (m2); αk = 0,7; Cx = 0,7; v = 35 (m/s) (theo chương I mục 2.6.1 PL bảng 18) b Lực gió lên dây dẫn SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 87 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN + Dây AC – 95: Pgd = g2.F l 65 = 89,6.10-3.95 = 276,64 (N) 2 Tổng lực tác dụng lên đầu cột trung gian là: P∑tdlctg = 6.276,64 + 29,8 = 1689,64 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12A có Pcộtcp = 5400 (N) hình thức bố trí dây cột hình 6.1 B Các lực tác dụng lên đầu cột cột đầu cuối theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột: Pgc = 29,8 (N) b Lực gió lên dây dẫn + Dây AC – 95: Pgd = g2.F l 65 = 89,6.10-3.95 = 276,64 (N) 2 c Lực căng dây + Dây AC – 95: Tđc = 5402,65 (N) Tổng lực tác dụng lên đầu cột cột đầu cuối là: P∑tdlcc = 3.276,64 + 3.5402,65 +2.29,8 = 17097,47 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12C có Pcộtcp = 9000 (N), nối song song hình 6.6 dùng dây néo góc d Lực tác dụng cho dây néo + Lực căng dây trung tính AC – 25: Tđc = 735 (N) + Lực gió lên dây dẫn trung tính AC – 25: Pgd = g2.F l 65 = 166,6.10-3.25 = 135,4 (N) 2 Tổng lực tác dụng dây trung tính: PΣtt = 735 + 135,4 = 870,4 (N) Vậy tổng lực dây trung tính qui chỗ đặt đà là: P’Σtt = 8,87 870,4 790,2 (N) 9,77 Tổng lực dây tác dụng lên điểm đặt đà là: P’’ΣL = 790,2 + 3.276,64 + 3.5402,65 = 17828,07 (N) - Chọn góc dây néo 450 , có H’ = 9,77 (m); H = 9,47 (m) Lực căng dây néo độ cao H’ (là độ cao từ mặt đất đến đà): F' P' ' L 17828,07 25109,95 (N) cos 0,71 Vậy lực căng dây néo độ cao H (là độ cao từ mặt đất đến vị trí dây néo): F 9,77 25109,95 25905,4 (N) 9,47 SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 88 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN PT Fxx x H’ H’ F’ FyY H H x F x x φ φ Hình 6.12: Sơ đồ dây néo chịu lực C Các lực tác dụng lên đầu cột phân nhánh theo phương ngang a Ở dùng cột trung gian làm cột phân nhánh, nên ta có: P∑tdlcpn = PΣtdlctg = 1689,64 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12A có P cộtcp = 5400 (N), dùng cột chịu kéo để làm cột phân nhánh hình 6.7 dùng dây néo góc b Lực tác dụng cho dây néo + Lực căng dây pha AC – 25: Tđc = 735 (N) + Lực gió lên dây pha AC – 25: Pgd = g2.F l 65 = 166,6.10-3.25 = 135,4 (N) 2 Tổng lực tác dụng lên dây pha: PΣtt = 3.735 + 3.135,4 = 2611,2 (N) + Lực căng dây trung tính AC – 25: Tđc = 735 (N) + Lực gió lên dây dẫn trung tính AC – 25: Pgd = g2.F l 65 = 166,6.10-3.25 = 135,4 (N) 2 Tổng lực tác dụng dây trung tính: PΣtt = 735 + 135,4 = 870,4 (N) Vậy tổng lực dây trung tính qui chỗ đặt đà là: P’Σtt = 8,17 870,4 801,7 (N) 8,87 Tổng lực dây tác dụng lên điểm đặt đà là: P’’ΣL = 801,7 + 2611,2 = 3412,9 (N) - Chọn góc dây néo 450 , có H’ = 8,87 (m); H = 8,57 (m) Lực căng dây néo độ cao H’ là: F' 3412,9 4806,9 (N) 0,71 Vậy lực căng dây néo độ cao H là: F 8,87 4806,9 4975,2 (N) 8,57 SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 89 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN D Các lực tác dụng lên đầu cột chịu kéo theo phương ngang a Xét trường hợp tệ hại ba dây pha bị đứt phía, lúc lực tác dụng lên cột chịu kéo giống cột cuối hay cột đầu PΣtdlcck = P∑tdlcc = 17097,47 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12C có Pcộtcp = 9000 (N), nối song song hình 6.2 dùng dây néo góc b Lực tác dụng cho dây néo F = 25905,4 (N) 6.3.2 Phát tuyến bên sơng A Các lực tác dụng lên đầu cột trung gian theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột: Pgc = 29,8 (N) b Lực gió lên dây dẫn + Dây AC – 35: Pgd = g2.F l 65 =151,4.10-3.35 = 172,2 (N) 2 Tổng lực tác dụng lên đầu cột trung gian là: P∑tdlctg = 6.172,2 + 29,8 = 1063 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12A có P cộtcp = 5400(N), hình thức bố trí dây cột hình 6.1 B Các lực tác dụng lên đầu cột đầu cuối theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột: Pgc = 29,8 (N) b Lực gió lên dây dẫn + Dây AC – 35: Pgd = 172,2 (N) c Lực căng dây + Dây AC – 35: Tđc = 1682,31 (N) Tổng lực tác dụng lên đầu cột đầu cuối là: P∑tdlcc = 3.1682,31 + 3.172,2 + 29,8 = 5593,33 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng LT12B có Pcộtcp = 7200(N), hình thức bố trí dây cột hình 6.5 d Lực tác dụng cho dây néo + Lực căng dây trung tính AC – 16: Tđc = 314,1 (N) + Lực gió lên dây dẫn trung tính AC – 16: + Dây AC - 16: Pgd = g2.F l 65 = 212,9.10-3.16 = 110,7 (N) 2 Tổng lực tác dụng dây trung tính: PΣtt = 314,1 + 110,7 = 424,8 (N) Vậy tổng lực dây trung tính qui chỗ đặt đà là: P’Σtt = SVTH: VÕ VĂN DŨNG 8,87 424,8 385,6 (N) 9,77 TRANG 90 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN Tổng lực dây trung tính tác dụng lên điểm đặt đà là: P’’ΣL = 385,6 + 3.1682,31 + 3.172,2 = 5949,13 (N) - Chọn góc dây néo 450 , có H’ = 9,77 (m); H = 9,47 (m) Lực căng dây néo độ cao H’ (là độ cao từ mặt đất đến đà): F' P' ' L 5949,13 8379,1 (N) cos 0,71 Vậy lực căng dây néo độ cao H (là độ cao từ mặt đất đến vị trí dây néo): F 9,77 8379,1 8644,5 (N) 9,47 C Các lực tác dụng lên cột chịu kéo theo phương ngang a Xét trường hợp tệ hại ba dây pha bị đứt phía, lúc lực tác dụng lên cột giống cột cuối hay cột đầu P∑tdlcck = PΣtdlcc = 5593,33 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng LT12B có Pcộtcp = 7200 (N), hình thức bố trí dây cột hình 6.3 b Lực tác dụng cho dây néo F = 8644,5 (N) D Các lực tác dụng lên cột vượt sông theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột: Pgc = 29,8 (N) b Lực gió lên dây dẫn + Ta có khoảng cách hai bờ sơng 60 m + Cột vượt cột đầu tuyến bên sơng nên lực tác dụng lên + Dây AC - 35: PΣgd = 172,2 (N) + Dây AC - 16: Pgd = 110,7 (N) c Lực căng dây + Dây AC - 35: TΣđc = 3.1682,31 = 5046,93 (N) + Dây AC - 16: Tđc = 314,1 (N) P∑tdlcvs = 29,8 + 3.172,2 + 110,7 + 5046,93 + 314,1 = 6018,13 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12B có P cộtcp = 7200 (N), hình thức bố trí dây cột hình 6.4 Chiều cao từ điểm thấp dây so với mặt nước là: h H H K f max tt h 12 0,23 8,77 (m) d Lực tác dụng cho dây néo - Lực tác dụng điểm đặt đà: P’’ΣL = 3.172,2 + 110,7 + 5046,93 + 314,1 = 5988,33 (N) - Chọn góc dây néo 450 , có H’ = 9,77 (m); H = 9,47 (m) Lực căng dây néo độ cao H’ (là độ cao từ mặt đất đến đà): SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 91 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN F' 5988,33 8434,3 (N) 0,71 Vậy lực căng dây néo độ cao H (là độ cao từ mặt đất đến vị trí dây néo): F 9,77 8434,3 8701,5 (N) 9,47 6.3.3 Các nhánh rẽ A Các lực tác dụng lên đầu cột trung gian theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột: Pgc = 29,8 (N) b Lực gió lên dây dẫn + Dây AC – 25: Pgd = g2.F l 65 =166,6.10-3.25 = 135,4 (N) 2 Tổng lực tác dụng lên đầu cột trung gian là: P∑tdlctg = 6.135,4 +29,8 = 842,2 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12A có P cộtcp = 5400 (N), hình thức bố trí dây cột hình 6.1 B Các lực tác dụng lên đầu cột cột đầu cuối theo phương ngang a Lực gió lên đầu cột: Pgc = 29,8 (N) b Lực gió lên dây dẫn + Dây AC – 25: Pgd = 135,4 (N) c Lực căng dây + Dây AC – 25: Tđc = 735 (N) Tổng lực tác dụng lên đầu cột đầu cuối là: P∑tdlcc = 3.735 + 3.135,4 + 29,8 = 2641 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng LT12A có Pcộtcp = 5400 (N), hình thức bố trí dây cột hình 6.5 d Lực tác dụng cho dây néo + Lực căng dây trung tính AC – 25: Tđc = 735 (N) + Lực gió lên dây dẫn trung tính AC – 25: Pgd = g2.F l 65 =166,6.10-3.25 = 135,4 (N) 2 Tổng lực tác dụng dây trung tính: PΣtt = 735 + 135,4 = 870,4 (N) Vậy tổng lực dây trung tính qui chỗ đặt đà là: 8,87 P’Σtt = 870,4 = 790,2 (N) 9,77 Tổng lực dây trung tính tác dụng lên điểm đặt đà là: P’’ΣL = 790,2 + 3.735 + 3.135,4 = 3401,4 (N) SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 92 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN - Chọn góc dây néo 450 , có H’ = 8,87 (m); H = 8,57 (m) Lực căng dây néo độ cao H’ là: 3401,4 F' = = 4970,704 (N) 0,71 Vậy lực căng dây néo độ cao H là: 9,77 F= 4970,704 = 4942,5 (N) 9,47 C Các lực tác dụng lên cột chịu kéo theo phương ngang a Xét trường hợp tệ hại ba dây pha bị đứt phía, lúc lực tác dụng lên cột chịu kéo giống cột cuối hay cột đầu P∑tdlcck = PΣtdlcc = 2641 (N) Vậy từ PL bảng 18 ta dùng cột LT12A có P cộtcp = 5400 (N), hình thức bố trí dây cột hình 6.3 b Lực tác dụng cho dây néo F = 4942,5 (N) 6.4 Chọn dây néo Vậy chọn dây néo loại Simens High Strengh cho tồn mạng lưới điện có thơng số kỹ thuật sau: - Đường kính dây néo: 12,7 (mm) - Lực kéo đứt: 18800 (Ib) = 8527,68 (kG) = 85276,8 (N) - Lực cho phép: 9400 (Ib) = 4263,84 (kG) = 42638,4 (N) 6.5 Thiết kế nối đất - Đường dây trung áp 22 kV có trung tính cột, cần thực nối đất lặp lại dọc theo đường dây - Cứ khoảng 4, cột lại phải thực nối đất trung tính lặp lại hình 6.13 - Theo quy phạm quy định trị số điện trở nối đất Rđ cột vùng đồng nhỏ 10 (Ω) - Cọc dùng thép dẹt L 60 x L 60 x 6, dài 2,5 m, chôn sâu 0,8 m Tra PL bảng ta có k = 1,4 cho đất khơ - Thanh ngang dùng thép dẹt 40 x dài 2,5 m, chôn sâu 0,8 m Tra PL bảng ta có k = 1,6 cho đất khơ + Điện trở khuếch tán cọc đất tra PL bảng 11, ta có: R 1C 0,366 2.l 4.t l ρ tt lg lg l d 4.t l R 1C 0,366 2.2,5 4.2,05 2,5 1,4.40. lg lg 17,053 Ω 2,5 0,95.0,06 4.2,05 2,5 SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 93 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN Ở đây: t 0,8 2,5 2,05 (m); dđẳng trị = 0,95.b = 0,95.0,06 (m); ρtt = k.40 (Ωm) + Hệ thống nối đất dùng cọc, với a = 2l = (m), đặt cọc thành dãy, từ PL bảng 10, ta có ηc = 0,78, ηt = 0,8 + Điện trở nối đất cọc thanh: R 1' c R 1C 17,053 21,8 (Ω) c 0,78 + Thép dẹt chôn sâu 0,8 m Vậy điện trở nối đất độ sâu 0,8 m, theo PL bảng 11, ta có cơng thức sau: 0,366 2.l 0,366 2.2,5 Rt tt lg 1,6.40 lg 20,45 (Ω) l b.t 2,5 2,05.0,04 20,45 25,5 (Ω) Điện trở nối đất thực tế nối: R 't 0,8 + Điện trở tia: R tia R 1' c R 't 21,8.25,5 555,9 11,8 (Ω) ' ' R 1c R t 21,8 25,5 47,3 + Điện trở nối đất hệ thống cọc là: R 11,8 R ht tia 3,9 (Ω) < 10 (Ω) 3 - Vậy hệ thống nối đất làm việc tốt N 0,8m 2,5m 2,5m Hình 6.13: Nối đất đường dây 22 kV trung tính lặp lại SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 94 ... LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I Giới thiệu 1.1 Lưới điện lưới cung cấp điện Hệ thống điện bao gồm ba khâu: nguồn điện, truyền tải điện tiêu thụ điện. .. SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Hiện nay, huyện Tân Thành đường dây 22 kV huyện Tân Hiệp cung cấp đến, với công suất độ tin cậy không cao, đáp ứng đủ cho phụ... thị tìm K qt sổ tay cung cấp điện không cho tải 2.2.3 Phương án cung cấp điện - Sơ đồ hệ thống góp ([3,41]) SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Ưu điểm: Đơn giãn,