1) Hình tia:
Sơ đồ này thường dùng để cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện dùng nhiều điện năng hoặc cần nguồn độc lập như : trạm xá, UBND xã, xưởng chế biến..v.v.
Trường hợp khách hàng sử dụng điện có máy phát điện dự phòngcần phải có cầu dao đảo chiều khi sử dụng điện lưới hoặc khi dùng điện từ máy phát điện.
2) Nhánh rẽ :
Sơ đồ này thường dùng để cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện xa nguồn điện, xa trạm biến áp, ở rải rác, trong những ngo, phố chật hẹp . .v.v.
4) Số lượng trạm biến áp TA/ HA :
Trong các địa bàn nông thôn, vùng hoạt động của trạm TA/ HA bị giới hạn bởi sự sụt áp trên các đường dây hạ áp.
Nếu ta loại trừ các thị trấn lớn thì ta có hai dạng cung cấp điện cho nông thôn là:
* Cung cấp điện cho các làng mạc có các hộ dân cư gần nhau : số lựơng trạm biến áp phụ thưộc vào tổng công suất cần cung cấp cho các phụ tải. Một trạm cung cấp từ 3 – 4 phát tuyến là tương đối đủ trong những giai đọan đầucủa việc điện khí hóa cho trung tâm của một làng kể cả phát tuyến ngoại vi và các nhóm lân cận. Trạm này thường đặt trên nền nếu công suất máy biến áp từng 160 -280 KVA. Còn nếu công suất nhỏ hơn thì trạm đơn giản hơn và đặt trên cột đầu dẫn. Đầu dẫn về sau thì các xóm lãn cận và vùng phát triển ngoại và thì nhận điện từ trạm mới riêng trên cột.
* Tiết diện dây dẫn được tính toán lựa chọn không phải đúng giá trị phụ tải tại thời điểm điện khí hóa. Với các kích cỡ dây dẫn khác nhau thì giá tiền một Km đường dây hạ áp không thay đổi mấy. Vì vậy ngây từ giai đoạn đầu của điện khí hóa ta có thể chọn ngay tiết diện các đường dây trục hạ áp với tiết diện đáp ứng cho tương lai, nghĩa là A- 50 hoặc A- 70.
* Cung cấp điện cho xóm hẻo lánh.
Để cung cấp cho nhiều xóm, có thể cần một hay nhiều trạm biến áp tùy thuộc vào công suất phụ tải và khoảng cách giữa các xóm. Khi mạng lưới cần phát triển, việc xây dựng thêm trạm biến áp phụ thuộc vào chiều dài l của dây hạ áp và phụ thưộc cả vào chiều dài L cảu nhánh đường dây trung thế kéo vào trạm.
- Với một mô hình đơn giản, điện lực Pháp đã nghiên cứu và cho ra mối liên hệ theo công thức kinh nghiệm:
L = al – b
a, b: là hệ số phụ thuộc vào giá tiền công trình và tiết diện đường dây hạ áp - Nếu L> al – b thì kéo đường dây hạ áp cung cấp cho khu vực phụ tải mới có lợi hơn
- Nếu L< al – b thì xây dựng trạm mới có lợi hơn.
Tại các vùng nông thôn ở Pháp, trung bình mỗi trạm biến áp TA/ HA với hai Km đường dây cung cấp cho ba mươi khách hàng với công suất cực đại 40 KW, ở đây cấu trúc mạng hình cây cũng đơn giản từ trạm chỉ có một phát tuyến rồi tách chia nhánh theo 2 – 3 hướng chính.
công suất lớn hơn so với dây trần cùng tiết diện.
5) Cấu trúc mạng một pha:
a/ Hệ một pha lấy điện từ một pha và dây trung tính
Ở phần trên đã giới thiệu, đưa sâu điện trung áp một pha vào gần nhà bằng một dây pha và dây trung tính qua một máy biến áp một pha để cung cấp điện cho cả căn hộ. Trường hợp cung cấp điện cho cả xóm hẻo lánh ta cũng đặt một máy biến áp một pha cho một trang trại nếu có cơ sở chế biến nông sản nếu có công suất ở xa nhau.
b/ Hệ một pha lấy điện từ hai pha
Hệ một pha lấy điện từ hai pha chính là phương án chưa hoàn chỉnh của mạng ba pha. Số trạm biến áp TA/ HA tối thiểu cũng bị giới hạn bởi độ sụt áp cho phép của phát tuyến hạ áp.
- Việc đầu tiên phải lựa chọn là đường dây hạ áp dùng dây bọc hay dây trần, rõ ràng về mặt kinh tế thì dây bọc tốt hơn dây trần ngưng dây bọc thì công xây dựng dễ hơn, làm việc tin cậy hơn, rất an toàn cho người, ít sảy ra sự cố do những vung có cây cối gây ra.
- Hệ một pha lấy điện từ hai pha, từ trạm biến áp TA/ HA có ba đường dây hạ áp đi ra là hai dây dẫn điện và một dây trung tính như hình vẽ:
Chiếu sáng công cộng Khách hàng hạ áp pha 2 pha 1 230V 230V
Hình: sơ đồ và đường dây hạ áp của hệ một pha lấy điện từ hai pha
- Thông thường tất cả mạng hạ áp thuộc hệ này thì một dây dẫn phục vụ riêng cho chiếu sáng công cộng, một dây dẫn phục vụ riêng cho khách hàng hạ áp. Hệ ba dây này có lợi là dùng chung một dây trở về ( dây trung tính ). Dòng điện chạy trong dây trung tính có giá trị bằng hiệu số của hai dòng điện chạy trong hai dây. Nếu phụ tải của hai dây được cân đối tốt ( xấp xỉ bằng nhau ) thì ta có kết quả là giảm được một nửa tổn thất điện áp và tổn thất công suất so với hệ một pha chỉ có hai dây.
- Để cung cấp cho các làng có phụ tải bé,tiết kiệm dây dẫn chỉ cần chọn không quá 30 mm là đủ.
nhiều thì dùng hệ một pha là có lợi nhất.
- Nếu xét lâu dài, khi điện khí hóa cho khối dân cư thì giải pháp ba pha và một pha là tương đương. Vì rằng giải pháp một pha ban đầu có vẻ tốt hơn nhưng về sau phụ tải lớn thì phải xây dựng nhiều hơn so với ba pha.
- Cột đứng tự do được tíng toán để chuyển các tải trọng tác dụng lên nó qua trụ cột xuống đất hoặc móng. Trụ cột có dây kéo đủ truyền những tải trọng thẳng đứng xuống đất hoặc móng; còn tải trọng dọc và ngang ( với trục đường dây tr ên không) được truyền xuống đất qua dây chằng giữ cột với các tấm kéo.
Chương V : Đường Dây Hạ Aùp
cột bê tông ly tâm và cột gỗ. Chiều cao cột chủ yếu sử dụng loại : 6,5m ; 7,5m ; 8,5m. Tại 1 số vị trí đặc biệt như : khoảng vượt, giao chéo cần nâng cao dây dẫn, có thể sử dụng cột cao 10m ÷12m.
Để giảm chi phí đầu tư xây dựng, nên sử dụng loại cột bê tông vuông cho các công trình lưới điện hạ áp nông thôn. Chỉ nên sử dụng gỗ đã qua sử lý chống mối, mọt và có kích thước đúng quy định. Cột bê tông ly tâm nên sử dụng cho những khu vực như : Tuyến đường dây chung cho trung áp và hạ áp, dọc theo các quốc lộ, tỉnh lộ, các khu vực có yêu cầu mỹ quan cao, khu vực nhiễm mặn . . .v.v.
a/ Đối với các nhánh rẽ vào các hộ tiêu thụ :
- Khi hộ tiêu thụ ở gần đường dây (l < 20m ) có thể kéo dây thẳng từ cột về hộ gia đình. Dây dẫn được néo căng tại cột và tại cột đầu hồi hoặc potelet của hộ tiêu thụ.
- Khi khoảng cách từ cột đến hộ tiêu thụ lớn hơn, có thể dây văng bằng thép mạ đỡ dây dẫn hoặc giải quyết đỡ dây dẫn ở vị trí trung gian giữa cột và hộ tiêu thụ bằng cột gỗ hoặc cột tre chôn không móng, cột có chiều dài tối thiểu 5,5m khi không vượt qua đường ôtô, kích thước ngọn cột tối thiểu = 80mm.Φ
- Ngoài ra nếu nhà xây bằng vật liệu rễ cháy thì cuối nhánh rẽ vào hộ tiêu thụ đó được dừng tại cột phụ có chiều cao 5m trở lên.
b/ Khoảng cột tối đa :
- Đối với đường dây hạ áp độc lập, thì khoảng cột tối đa : 40m
- Đối với đường dây hạ áp đi chung cột với đường dây trung áp, khoảng cột tối đa : 60m.
- Đối với đường dây hạ áp đi chung cột với đường dây trung áp có trồng xen kẽ cột hạ áp độc lập, khoảng cột tối đa : 40m.
c/ Độ sâu chôn cột :
- Đối với cột chôn bằng móng đất nện, chiều cao cột lớn hơi 7,5m, độ chôn sâu : 1,5m.
- Đối với cột chôn bằng móng đất nện, chiều cao cột nhỏ hơi 5m, độ chôn sâu : 1,0m.
- Đối với cột chôn có móng (móng làm theo thiết kế), độ chôn sâu là : 1m.
Các vị trí cột đỡ thẳng, đỡ góc sử dụng sơ đồ cột đơn. Các vị trí néo góc, néo cuối, néo rẽ nhánh có yêu cầu chịu lực lớn hơn giới hạn chịu tải trọng thường xuyên của cột, sử dụng sơ đồ cột ghép đôi. Khi tuyến đường dây đi qua khu vực thưa dân cư, khu vực rộng rãi có thể sử dụng sơ đồ cột đơn kết hợp với bộ dây néo,
Khi sử dụng tuyến và kết cấu đường dây trung áp có sẵn để đi đường dây hạ áp, cần xác định lại khả năng chịu lực tăng thêm và có biện pháp tăng cường thêm khả năng chịu lực cho kết cấu có sẵn.
Bảng cột bê tông ly tâm sử dụng cho đường dây hạ áp thường dùng ở nông thôn
TT Kí hiệu Chiều dài
cột(m) kích thước cột Đỉnh cột Đáy cột Lực quy đầu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 H7,5A H7,5B H7,5C H8,5A H8,5B H8,5C T7,5A T7,5B T7,5C T8,5A T8,5B T8,5C 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 8,5 7,5 7,5 7,5 8,5 8,5 8,5 140 x 140 240 x 340 140 x 140 240 x 340 140 x 140 240 x 340 140 x 140 250 x 340 140 x 140 251 x 340 140 x 140 252 x 340 D=160 D = 257 D=160 D = 257 D=160 D = 257 D=160 D = 270 D=160 D = 270 D=160 D = 270 230 360 460 230. 360 460 230 320 420 300 400 500 - Chiều dài lớp bê tông bảo vệ ở đầu cột bê tông chữ H là 60mm với bê tông ly tâm là 50mm ở đầu cột và chân cột là 60mm.
- Bê tông đúc cột tối thiểu có mác 200 với cột chữ và mác 300 với cột bê tông ly tâm.
- Cột thép chịu lực (cốt dọc) có đường kính d ≤ 16mm
- Các cột phải có dấu mác chìm ghi rõ loại cột, nhà sản xuất.
2) Móng cột cho lưới hạ áp.(xem lại ở mục 3 của đường dây trung thế)
* Đối với các khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió bão khác khu vực miền núi có địa hình thay đổi nhiều địa chất không ồ địng trên tuyến đường dây thiết kế thì sử dụng các móng sau :
- Móng hộp cho đường dây hạ áp : MV1, MV2. . . .(áp dụng cho hầu hết các tuyến trục chính và các nhánh rẽ )
đáy cột để tránh lún móng ở chân cột.
* Các móng hộp đầu được đúc tại chỗ bằng bê tông mác M100
* Móng đất gia cường : áp dụng cho các cột đỡ nhánh rẽ hai dây nhỏ đi qua khu vực miền núi trung du có địa mạo khá bằng phẳng và ổn định, nền móng có độ sệt
β≤ 0,7 ; góc ma sát ϕ >15o và không bị tơi lở khi ngập nước. Độ sâu chôn cột bằng 18% ÷ 20% độ cao cột.
Khi thi công các móng gia cường phải đảm bảo giữ nguyên trạng thái đất tự nhiên của đất khu vực xung quanh móng cột và đất đắp phải được đầm nén chặt. * Đối với khu vực không chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió bão, khu vực chung du và đồng bằng nam bộ sử dụng các móng sau :
Móng đà cản đúc sẵn, với loại đà cản DC – 1,2m và DC – 1,5m
Móng đất gia cường, các điều kiện áp dụng, tính toán bố trí như đường dây trung áp.
3) Néo cột
Tại những vị trí cho phép bố trí dây néo để hỗ trợ chịu lực tại những vị trí cột néo góc, néo thẳng néo cuối, sử dụng các bộ dây và móng néo. Dây néo sử dụng loại cáp thép hoặc thép tròn trơn mạ kẽm nóng với chiều dày lớp mạ kẽm tối thiểu 80µm(1µm = 1/1.000.000m) và chiều dài chọn theo sơ đồ cột phụ kiện dây néo, cọc néo làm bằng thép tròn có đường kính tối thiểu là 14mm phải được mạ kẽm nhúng nóng với bề dày tối thiểu của lớp mạ là 80µm. Móng néo sử dụng loại móng bê tông cốt thép mác 200 đúc sẵn. Móng néo phải đặt dưới mặt đất tự nhiên tối thiểu là 1,5m, đất được đầm chặt khi lấp đất trở lại.
Hính
II. Xà – giá – sứ – phụ kiện - hộp công tơ – hộp phân phối đường dây hạ áp :
1) Xà :
Xà là nơi gắn cố định sứ cách điện, tạo khoảng cách an toàn phóng điện giữa các dây dẫn họăc dây dẫn với cột. Hiện nay hầu hết các xà được làm bằng sắt hình mạ kẽm nhúng nóng với chiều dày lớp mạ tối thiểu 80µm. lưới điện hạ áp nông thôn dùng xà, các dây dẫn bố trí nằm ngang, như thế tận dụng được chiều cao cột, tiện lợi cho việc lấy rẽ nhánh vào hộ tiêu thụ. Nhưng có nhược điểm là hàng lang tuyến đường dây được mở rộng và giá tiền sứ đứng đắt hơn sứ ống chỉ.
2) Giá :
Là một xà lắp dọc theo thân cột điện. Lưới điện áp nông thôn dùng giá dọc, các dây dẫn sẽ được bố trí nằm dọc. Ưu điểm là bố trí dây dẫn gọn, ít tốn kém vật
3) Cách điện và các phụ kiện.
Trên lưới điện hạ áp nông thôn, tùy theo cách bố trí dây dẫn mà sử dụng các loại sứ cách điện khác nhau như : sứ đứng hạ thế, sứ ống chỉ.
Cách điện sứ đứng được sử dụng như sau : - Một sứ đứng đỡ 1 dây dẫn cho vị trí đỡ thẳng.
- Hai sứ đứng néo dây dẫn cho vị trí cột néo góc, néo hãm.
Cách điện ống chỉ, được bố trí 1 sứ để đỡ thẳng, đỡ góc hoặc néo dây dẫn, chiều bố trí cách điện trên cột phải phù hợp vơi yêu cầu chịu lực của cách điện tại vị trí cột.
Các chân sứ đứng hoặc cọc sứ ống chỉ phải được chế tạo từ vật liệu có lực phá hủy cơ học quy định khi chịu uốn không được nhỏ hơn 1,1 lần lực phá hủy cách điện gắn vào chân kim loại.
4) Hộp công tơ
Hộp công tơ được chế tạo bằng vật liệu ngựa khi bố trí tại nhà hoặc khu vực nhiễm mặn.
Được chế tạo bằng sắt, sơn tĩnh điện khi treo công tơ trên cột tại khu vực nông thôn miền núi.
Quy cách hộp công tơ
Thứ tự Loại hộp Số công tơ Cầu dao tổng Aùptômát hoặc cầu chì (A) 1 Hộp H1 1 30A 1 x 20(1 x 30) 2 Hộp H1* 1(loại 3Φ) 3 x 50A 3 x 50 3 Hộp H2 2 30A 2 x 20 (2 x 30) 4 Hộp H2* 2(loại 3Φ) 3 x 50A 2 x 3 x 50 5 Hộp H4 4 50A 4 x 20(4 x 30) 6 Hộp H6 6 50A 6 x 20(6 x 30)
Hộp công tơ phải đảm bảo công tác ghi chữ an toàn và phải chống lấy cắp điện. Cửa hộp công tơ phải có niêm chì và được khóa cẩn thận.
5) Hộp phân phối :
Tại các vị trí đấu nhánh rẽ vào hộ gia đình tiêu thụ điện năng, các dây dẫn có thể đấu qua cầu chì cá hoặc hộp phân phối để bảo vệ cho đoạn đường dây khỏi bị quá dòng điện. Hộp phân phối dùng các áptômát để đóng cắt và bảo vệ quá dòng cho mạch điện. Hộp phân phối được gắn trên cột điện và phía dưới đường dây hạ
III. Dây dẫn hạ áp : 1) chọn dây dẫn :
Đặc tính của các loại dây dẫn đã nêu trong phần đường dây trung áp. Đối với đường dây hạ áp nông thôn nước ta phần lớn là đường dây trên không, các dây dẫn thường dùng là dây nhôm bọc và đồng bọc cho các vùng bị nhiễm mặn.
+ Cấp điện áp của đường dây hạ áp là 220V/380V
+ Đối với đường dây trục chính sử dụng dây nhôm bọc hoặc đồng bọc nhiều sợi vặn xoắn có cách điện chịu được cấp điện áp là 600V
+ Đối với đường dây hạ thế đi chung với đường dây trung thế có thể dùng chung đường dây trung tính của đường dây trung thế.
2) Cơ sở xác định tiết diện dây dẫn