datv1128

P
hgđcstt1
= P
0
.S = 10 . 80.10
3
−
= 0,8(KW)
⇒
S
hgđttcs1
= S
hgđcstt1
= 0,8 (KVA)
công suất chiếu sáng tính toán một tầng khu chung cư :
P
cstt1tầng
= P
hgđcstt1
.2 = 12 . 15 = 12 (KW)
⇒
P
ttcs1tầng
= P
cstt1tầng
= 12 (KVA)
Công suất chiếu sáng tính toán của 5 tầng:
P
cstt
= P
cstt1tầng
.5 = 12 . 5 = 60 (KW)
⇒
S
ttcs
=
P
cstt
= 60 (KVA)
3. Khu nhà mặt phố
Dùng toàn sợi đốt nên Cosϕ=1 ⇒ Q
tt
=0
Chọn công suất phụ tải trên một đơn vị m
2
là P
0
= 25(W/m
2
)
công suất chiếu sáng tính toán của một hộ gia đình:
P
hgđcstt1
= P
0
.S = 25 . 80.10
3
−
= 2(KW)
⇒
P
ttcs1tầng
= P
cstt1tầng
= 2 (KVA)
công suất chiếu sáng tính toán của 100 hộ gia đình:
p
cstt
= P
hgđcstt1
. 100 = 2 . 100 = 200(KW)
⇒
S
ttcs
=
P
cstt
= 200(KVA)
4. Trường tiểu học
P
tt
= P
0
.S
Ta chọn P
0
cho 1 phòng học là 30(W/m
2
)
P
cstt1 phòng
= P
0
.S = 30 . 80 . 10
-3
= 2,4(KW)
Tất cả phòng học đều dùng đèn tuýp nên cos
ϕ
= 8 ; tg
ϕ
= 0,75
⇒
Q
ptt1
= P
ptt1
. tg
ϕ
= 2,4 . 0,75 = 1,8(KVAR)
⇒
S
pttcs1
=
2
1
2
1
(
pcsttptt
PQ
+
) = 6,24(KVA)
Công suất chiếu sáng tính toán một tầng:
P
cstt1t
= P
cstt1p
. 10 = 2,4 . 10 = 24 (KW)
Q
tt1t
= Q
tt1p
. 10 = 1,8 . 10 = 18 (KVAR)
S
ttcs1t
= S
ttcs1p
. 10 = 6,24 . 10 = 62,4 (KVA)
Công suất chiếu sáng tính toán 2 tầng học:
P
cstt3t
= P
cstt1t
.2 = 24 . 2 = 48 (KW)
Q
tt3t
= Q
tt1t
. 2 = 18 . 2 = 36 (KVAR)
S
ttcs1t
= S
ttcs1t
. 2 = 62,4 . 2 = 124,48 (KVA)
5
* Nhà hành chính dùng đèn sợi đốt:
Cosφ = 1 ⇒ Qtt = 0
Chọn suất phụ tải trên một đơn vị m
2
là P
0
= 25 (W/m
2
)
Công suất chiếu sáng tính toán là:
P
cstt
= P
0
. 5 = 25 . 100 . 10
-3
= 2,5 (KW)
⇒ S
ttcs
= P
cstt
= 2,5 (KVA)
5. Vườn hoa
Dùng đèn sợi đốt nên Cosφ = 1; Q
ttcs
= 0
Chọn suất phụ tải trên 1 đơn vị m
2
là P
0
= 0,5 (W/m
2
)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cstt
= P
0
. S = 0,5 . 3500 . 10
-3
= 1,75 (KW)
⇒ S
ttcs
= P
cstt
= 1,75 (KVA)
Ta có công suất tác dụng của cả khu phố mới:
ΣP
tt
= 352,25 (KW)
ΣQ
tt
= 36 (KVAR)
S
tt
Σ
tkp
= K
đt
. K
pt
.
∑∑
+
22
qttptt
Chọn K
đt
= 0,8
Kpt = 1,1 là hệ số phát triển kể đến khả năng phát triển của toàn khu phố mới.
S
tt
Σ
tkp
= 0,8 . 1,1 .
6,311)3625,352(
22
=+
(3,6KVA)
II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
1. Đặt vấn đề
Thiết kế mạng điện cho một khu phố mới là một phần quan trọng để đảm bảo
ổn định và phát triển đời sống của nhân dân. Việc lựa chọn và thiết kế mạng điện
phải đảm bảo các yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế, điều đó rất quan trọng.
(Để cung cấp điện cho một khu phố mới ta phải cung cấp 2 phần)
- Mạng điện khu phố gồm hai phần: Phần bên trong và phần bên ngoài.
+ Phần bên trong: Gồm các đường dây cung cấp điện cho các nhà chung cư,
nhà mặt phố, trường tiểu học, vườn hoa.
+ Phần bên ngoài: Các đường dây dẫn điện từ hệ thống điện đến khu tiêu thụ.
- Mạng điện của khu phố phải đảm bảo các yêu cầu:
+ Kỹ thuật:
6
Đảm bảo tính liên tục cung cấp điện phù hợp với từng yêu cầu của các phụ
tải, đảm bảo chất lượng điện năng. Sơ đồ nối dây phải đảm bảo đơn giản, có tính
khoa học, thuận tiện cho việc vận hành, sửa chữa.
+ Kinh tế:
Vốn đầu tư ban đầu hợp lý. Chi phí vận hành hàng năm hợp lý, tiết kieemk.
- Trong thực tế thì hai yêu cầu trên luôn đối lập nhau. Khi chọn phương án
cung cấp điện tốt thì không lớn và ngược lại. Như vậy, ta phải tìm ra phương án
cung cấp điện hợp lý. Để thiết kế mạng điện cho khu phố, chúng ta có sơ đồ hình
tia, phân nhánh, kết hợp hình tia và phân nhánh.
Chọn sơ đồ cung cấp điện cho khu phố:
Để cấp điện cho từng khu vực trong khu phố, ta phải đặt một tủ phân phối,
dây cáp ngầm cấp điện cho tủ phân phối. Thanh cái của tủ này cấp điện cho 5 tủ
động lực, ta cấp điện cho từng khu vực.
Đặt aptomat (AB) ở đầu ra của trạm áp làm đầu AB đầu nguồn cho các phân
xưởng. Tủ phân phối của xưởng đặt một AB tổng và 6 AB nhánh cấp điện cho 5 tủ
động lực và 1 tủ chiếu sáng. Tủ động lực được cấp điện bằng đường cáp hình tia,
đầu vào đặt dao cách ly (CB) và cầu chì (CC), các nhánh ra đặt cầu chì.
Sơ đồ nguyên lý cấp điện
- Chọn sơ đồ đi dây cung cấp điện cho các thiết bị:
Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng của khu phố và sự bố trí thiết bị trong khu vực
tiêu thụ với công suất không bằng nhau. Trong mỗi nhóm các thiết bị phân phối
7
tương đối độc lập chúng ta chọn sơ đồ đi dây hình tia với mục đích đảm bảo về kỹ
thuật.
2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cung cấp điện.
a. Chọn cầu chì và cáp dẫn điện cho từng thiết bị.
*) Chọn dây chảy cầu chì
Để đảm bảo an toàn cho thiết bị, cho đường dây thì mỗi một thiết bị có
đường dây cung cấp điện, ta dùng một cầu chì bảo vệ.
Việc chọn dây chảy phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Dây chảy cung cấp không được chảy khi làm việc với I
đmmax
và cho phép
quá tải ngắn hạn.
- Dây chảy cung cấp phải chảy khi có dòng ngắn mạch đi qua hoặc dòng quá
tải lớn hơn giá trị cho phép.
I
dc
≥
Iđm
* Chọn dây dẫn và cáp
Cáp và dây dẫn hạ áp được lựa chọn theo điều kiện lâu dài cho phép nhằm
đảm bảo cho nhiệt của dây dẫn, của cáp không vượt quá nhiệt độ cho phép để đảm
bảo cách nhiệt cho dây dẫn. Ngoài ra việc lựa chọn cáp điện và dây dẫn liên quan
đến việc lựa chọn dây chảy cầu chì. Dây dẫn và cáp được lựa chọn theo hai điều
kiện dau:
321
đm
.K.KK
I
[I]
≥
K K.KK
I
[I]
321
dc
≥
Trong đó:
[I]: Dòng làm việc lâu dài của dây dẫn.
K
1
: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ của môi trường so với nhiệt độ tiêu chuẩn.
Chọn K = 0,93
K
2
: Là hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp đặt trong một rãnh.
Trong phần này, số lượng cáp không nhiều nên chọn K2 = 1.
K
3
: là hệ số xét tới chế độ làm việc của thiết bị nếu làm việc dài hạn.
Chọn K
3
= 1
K: Là hệ số kể tới cấu trúc của đường dây, ta lấy là 3.
8
K = 1,25 → 1,5 cấp điện cho một nhóm thiết bị.
K = 0,8 cấp điện cho mạng lưới chiếu sáng.
* Tính chọn dây chảy cầu chì và dây dẫn cho từng thiết bị:
Khu chung cư:
I
dc
≥ I
đm
. 12A
I
dc
≥Kmm.
5,2
12.6
α
I
đm
=
= 2,28 A.
Chọn cầu chì D - 2.
30
100
I ≥
9,12
1.1.93,0
12
.K.KK
I
321
đm
==
A
I ≥
75,10
3.1.1.93,0
36
K K.KK
I
321
đc
==

Chọn dây dẫn 5,5mm
2
π PTO (Liên Xô sản xuất)
Có I = 35A
+ Khu nhà mặt phố:
I
dc
≥
24A
2,5
6.10
α
I . K
đmmm
==
Chọn cầu chì ∩ P -
25
60.2
I
cáp
≥
75,10
1.1.93,0
10
.K.KK
I
321
đm
==
A
I
cáp
≥
96,8
3.1.1.93,0
25
K K.KK
I
321
đc
==
(A)
Chọn dây dẫn 3,5mm
2
π PTO (Liên Xô sản xuất)
Có [I] = 35A
+ Trường tiểu học:
I
dc
≥ I
đm
= 13,5 A
I
dc
≥ I
đm
.
5,2
5,13
6
K
mm
−=
α
= 32,4
Chọn cầu chì P - 2.
35
60
I
cáp
≥
5,14
1.1.93,0
5,13
.K.KK
I
321
đm
==
A
9
I
cáp
≥
54,12
3.1.1.93,0
35
K K.KK
I
321
đc
==
(A)
Chọn dây dẫn 4mm
2
π PTO (Liên Xô sản xuất)
Có [I] = 25 (A)
+ Vườn hoa
I
dc
≥ I
đm
= 5 A
I
dc
≥
12
5,2
5.6I . K
đmmm
==

α
A
Chọn cầu chì ∩ P-2 60/15
[I] ≥
37,5
1.1.93,0
5
.K.KK
I
321
đm
==
(A)
[I] ≥
dc
1 2 3
I
15
= =5,37(A)
K .K .K .K 0,92.1.1.3
Chọn dây dẫn 2,5mm2 πPTO (Do Liên Xô sản xuất)
Có [I] = 25 (A)
Chọn dây chảy của cầu chì ở đầu vào các tủ động lực (chọn cầu chì tổng cho phụ
tải). Cầu chì tổng của các nhóm thiết bị được tính theo các điều kiện:
I
dc
≥ I
tt
I
dc
≥
( )
mmmax tt sdđm
I + I -K .I
α
 
 
Cầu chì tổng lớn hơn ít nhất hai cấp so với cầu chì nhánh trong đó.
I
tt
là dòng điện tính toán của nhóm.
I
mmmax
: Là dòng điện mở máy của động cơ lớn nhất.
K
sd
, I
đm
: Ứng với động cơ có I
mmmax
Với phụ tải như vậy thì:
I
dc
≥ 28A
I
dc
≥
( )
6 . 13,5 28 15 . 43,5
42,79
2,5
+ − 
 
=
A
Do vậy chọn Idc > 60A (tra bảng ta có). Chọn lá kẽm làm dây chảy cho cầu chì
tổng, có bề rộng: 05mm, dày 0,5mm.
Dày . Rộng = 2,5mm
2
.
Có I
đm
= 100 A
b. Chọn cáp từ các tủ phân phối tới các tủ động lực:
10
Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực phải thỏa mãn:
U
đmcáp
≥ U
đmmạng
(380V)
[I
cáp
] ≥
tt
1 2
I
K .K
K
1
: Là hệ số tính đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trường với nhiệt độ tiêu chuẩn.
K
1
= 0,93
K
2
là hệ số kể đến số lượng cáp đặt trong một đơn vị, K
2
= 1
[I] ≥
tt
1 2
I
K .K
=
26,5
28,2
0,93.1
=
A
[I] ≥
dc
1 2
I
100
= =71,68
(K .K .K) (0,93.1.1,5)
A
Chọn cáp cu đặt trong mặt đất < M-10, [I] = 85 A
c. Chọn tủ phân phối
U
đmtủ
= U
đmmạng
I
đm
vào tủ ≥ I
ttkp
I
đm
ra tủ ≥ I
dctb
Số đầu ra của tủ phân phối ≥ 6, chọn tủ có 1 nguồn cấp.
Tra bảng chọn tủ phân phối loại πP - 9332 do Liên Xô chế tạo.
d. Chọn Áptômát AB theo điều kiện
U
đmAB
≥ U
đmlưới
I
đmAB
≥ I
đmlưới
3. Lựa chọn phương án cung cấp điện cho thành phố.
Dựa vào các yêu cầu trên và căn cứ vào sơ đồ mặt bằng khu phố.
I
đm
= 10 KV
Khu phố phụ thuộc hệ phụ tải tiêu thụ loại 3. Sau khi có các điều kiện chọn
phương án cấp điện, xây dựng một trạm biến áp một máy có:
S
đm
= 1000 KVA cung cấp cho khu phố.
4. Chọn thanh cái cho trạm biến áp
Thanh cái biến áp 10KV và hạ áp 0,4KV và hạ áp 0,4KV được chọn theo
điều kiện phát nóng.
I
cp
≥
lvmax
1 2
I
(K .K )
Trong đó:
11
K
1
: Hệ số hiệu chỉnh môi trường xung quanh khác với nhiệt độ quy chuẩn.
Vì nhiệt độ môi trường không khí đặt thanh cái là 25
0
C và nhiệt độ cho phép phát
nóng lớn nhất của thanh cái l,à 70
0
C nên K
1
= 1.
K
2
: Là hệ số hiệu chỉnh xét tới nhiều thanh cái trong một pha.
I
lvmax
: Dòng điện làm việc cực đại qua thanh cái.
a. Chọn thanh cái cao áp 10KV
Dòng điện làm việc cực đại của máy biến áp mang tải cực đại, bỏ qua tổn
thất công suất có:
I
lvmax
=
1,4.1000
3.10
= (A)
⇒ I = 82 (A)
Chọn thanh cái bằng nhôm kích thước 25 x 3 (mm
2
)
Mỗi pha một thanh, tiết diện 75mm
2
, [I] = 265 (A)
Khối lượng m = 0,203 (Kg/m).
b. Chọn thanh cái hạ áp máy biến áp
Dòng làm việc cực đại của thanh cái hạ áp máy biến áp là dòng thứ cấp của
MBA khi nó làm việc. Chế độ sự cố:
I
lvmax
=
1,4.1000
2020
3.0,4
=
(A)
Chọn một bộ thanh cái bằng nhôm, mỗi pha một thanh có tiết diện:
S = 120 . 10 = 1200 (mm
2
)
[I] = 2070 (A)
c. Chọn sứ cách điện khi thanh cái qua cao áp 10KV
* Chọn sứ xuyên:
Điều kiện chọn:
U
đmsứ
≥ U
đmmạng
= 10KV
Ta có I
lvmaxsứ
= I
lvmax
= 82 A
Chọn sứ xuyên kiểu HK -
10
160 180−
* Chọn sứ đỡ
* Chọn sứ xuyên:
Điều kiện chọn:
U
đmsứ
≥ U
đmmạng
= 10KV
12
Ta chọn sứ đỡ đặt trong nhà kiểu 0φ - 35 - 375
5. Tính ngắn mạch và kiểm tra thiết bị điện đã chọn
Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng thường xảy ra trong hệ thống
điện nói chung.
Khi xảy ra ngắn mạch dòng điện tăng vọt đến trị số rất lớn (I
N
>I
đm
).
Gây nên hiệu ứng nhiệt và hiệu ứng lực điện động, đe doạ phá huỷ đến các
thiết bị điện trong mạng và gây nguy hiểm cho con người. Đồng thời với sự tăng
vọt của dòng điện là sự suy giảm đáng kể của điện áp mạng, gây nên ảnh hưởng tới
sự làm việc bình thường của của các thiết bị điện, trường hợp nặng nề hơn có thể
gây mất ổn định hệ thống. Vì vậy các phần tử trong hệ thống phải được tính toán và
lựa chọn sao cho không những làm việc tốt trong trạng thái làm việc bình thường
mà còn có thể chịu được, không bị hư hỏng trong thời gian ngắn mạch.
Độ tin cậy làm việc của các thiết bị điện trong điều kiện sự cố được đảm bảo
trên cơ sở kiểm tra chúng theo các điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt ứng với
tình trạng ngắn mạch nặng nề nhất. Đối với mỗi thiết bị trong một sơ đồ cụ thể và
phương án vận hành xác định ta có thể chỉ ra vị trí điểm ngắn mạch và dạng ngắn
mạch nào (N
2
, N
3
, ) sẽ cho dòng ngắn mạch chạy qua thiết bị đó là lớn nhất. Như
vậy, việc kiểm tra các thiết bị điện được thực hiện trên cơ sở tính toán dòng ngắn
mạch tại những điểm đặc trưng nhất của sơ đồ tính toán.
Ngoài ra việc tính toán ngắn mạch còn để tính toán thiết kế bảo vệ rơ le và
để kiểm tra độ nhạy của aptomat, khả năng cắt của máy và cầu chì.
A. TÍNH NĂNG NGẮN MẠCH
A1. Chọn điểm để tính ngắn mạch
Ta chọn những điểm đặc trưng nhất của sơ đồ tính toán để tính ngắn mạch
như sau:
1. Ở phần cao áp
+ Điểm N
1
- trên thanh cái cao áp 10KV của đầu vào trạm biến áp khu phố.
2. Ở phía hạ áp
+ Điểm N
2
: - trên thanh cái hạ áp 0,4 KV của đầu ra máy biến áp.
+ Điểm N
3
: - Đầu vào tủ phân phối trung gian cho từng khu.
+ Điểm N
4
: Đầu vào tủ động lực
A2. Tính ngắn mạch
13
Tôi thiết lập sơ đồ tính toán ngắn mạch cho hệ thống điện như sau:
S
HT
CL
1
TG
2
CL
2
MC
2
BA
2
AM-2500 TG4 A3130 A3130 TPP TĐL
N
1
N
2
N
3
N
4
1. Tính ngắn mạch 3 pha
a. Tính ngắn mạch 3 pha ở phía cao áp: Điểm N1
Mục đích tính toán ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 là để kiểm tra điều kiện ổn
định động và ổn định nhiệt của thanh dẫn và các khí cụ điện áp.
Khi ngắn mạch 3 pha ở điện áp cao 10KV người ta cho phép bỏ qua điện trở,
điện k,háng của dao cách ly, thanh cái và chỉ kể đến điện kháng của hệ thống X
ht
và
dây dẫn X
dd
.
- Tại điểm ngắn mạch N1 có:
+ Điện kháng của hệ thống: Xht =
2
tbdm
MN
U
S
Trong đó:
+ U
tbdm
= 23KV
+ S
MN
= 400MVA
Ta tính được: X
ht
=
2
23
1,3
400
=
(mΩ)
X
ht
có giá trị rất nhỏ tương đương như nguồn có công suất vô cùng lớn.
Điện kháng của dây tải điện từ nguồn tới khu phố:
Với đường dây trên không, chiều dài 9km, dây dẫn AC - 35 có X
0
= 0,4
(Ω/km).
(Theo bảng 2-35, TL2).
Ta tính được Xdd = X0 . L = 0,4 . 9 = 3,6 (Ω)
- Điện kháng tổng đối với điểm ngắn mạch N:
Σ X
N1
= X
dd
+ X
ht
= 3,6 (A).
Vì nguồn có công suất vô cùng lớn nên ta có:
I"
(N1)
= I
∞
N1

tbdm(N1)
(N1)
U
23
= =3,68
3. X 3.3.6
∑
A
14

Xem chi tiết: datv1128