TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ KIẾN HƯNG Sinh viên thực : Nhóm Lớp : Trang bị điện – điện tử Khóa : K25.1 Giáo viên hướng dẫn : TS Đặng Việt Phúc Hà Nội - 2022 MỤC LỤC LỜI NÓIĐẦU THIẾT KẾ ĐIỆN HẠ TẦNG MẠNG TRUNG ÁP VÀ MẠNG HẠÁP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ 1.Tên dự án……………………………………………………………………… Các yêu cầu chung tiêu chuẩn thiết kế……………………………………… 2.1 Các yêu cầu chung………………………………………………………… 2.2 Về lưới điện …………………………………………………………………7 2.3.Tiêu chuẩn thiết kế………………………………………………………… CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐÔTHỊ Đặt vấn đề Khái niệm chung phụ tải điện: 10 3.Tính tốn phụ tải tồn khu quy hoạch 10 3.1.Tiêu chuẩn cấp điện cho đối tượng khu đô thị 10 3.2.Phụ tải tính tốn tồn khu quy hoạch 11 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUNG ÁP 22/0,4KV .14 1.Đặt vấn đề: 14 2.Yêu cầu thiết kế mạng lưới trung áp cho khu đô thị 15 2.1 Vị trí đặt trạm biến áp 15 2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp: 15 2.3.Chọn máy biến áp,trạm biến áp 16 2.4 Chọn cáp dây dẫn 16 2.5 Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị 17 3.TÍnh tốn chọn cáp trung áp 21 3.1 Chọn cáp trung áp 21 3.2.Tổn thất công suất điện đường dây: 23 4.Lựa chọn thiết bị bảo vệ .23 4.1.Lựa chọn máy cắt máy cắt liên lạc 23 4.2 Lưa chọn cầu dao phụ tải 25 4.3.Lưa chọn cầu chì trung áp : 26 5.Tính tốn ngắn mạch 27 5.1 Đặt vấn đề: 27 5.2 Tính tốn ngắn mạch phía trung áp 27 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN QUY HOẠCH HẠ TẦNG MẠNG HẠ ÁP 22/0,4KV 30 Đặt vấnđề .30 2.Chọn phương án thiết kế, dây mạng hạ áp 30 3.Tính tốn phụ tải chọn tủ điện hạ áp 31 3.1.Tính tốn phụ tải phân phối cho tủ hạ áp 31 2.Chọn tủ điện hạ áp 33 4.Lựa chọn cáp thiết bị bảo vệ hạ áp .33 1.Lựa chọn thiết bị bảo vệ .33 4.2 Chọn aptomat cho tủ hạ áp 34 Lưa chọn dây cáp 36 CHƯƠNG V : TÍNH CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG………………………………38 LỜI NĨI ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước ngành cơng nghiệp kỹ thuật điện đóng vai trị đặc biệt quan trọng, điện nguồn lượng dùng rộng rãi kinh tế quốc dân Việt Nam nhập vào tổ chức thương mại giới Đây động lực mạnh mẽ giúp kinh tế nước ta tăng trưởng mạnh tương lai, làm cho q trình thị hóa nước ta diễn nhanh chóng Để đáp ứng cho trình ấy, yếu tố cần thiết phải xây dựng khu đô thị nhằm giải nhu cầu nhà ngày tăng cao người dân Các khu đô thị ngày đại, đồng hoàn chỉnh với nhiều dịch vụ, trước xây dựng tịa nhà khu dân cư thị cần phải thiết kế, xây dựng sở hạ tầng, có hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho q trình thi cơng nhu cầu tiêu thụ điện sau người dân khu đô thị Hệ thống cung cấp điện cho khu thị mới, đại có u cầu cao mặt như: an toàn điện, chất lượng điện, độ tin cậy cấp điện đảm bảo mỹ quan thị u cầu người kĩ sư thiết kế cấp điện phải có trình độ chun môn cao, không ngừng học tập, tiếp thu công nghệ Xuất phát từ ý định công việc sau trường, em chọn hướng giao tập lớn là: “THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ KIẾN HƯNG” Nội dung gồm: - Tổng quan khu đô thị - Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng trung áp - Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng hạ áp Do trình độ thời gian có hạn, nên q trình làm em khơng tránh khỏi nhiều sai sót, kính mong thầy mơn tận tình bảo giúp đỡ em hồn thành để em có thêm kiến thức quý báu cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô môn Trang bị điện tất thầy cô khoa Điện – Điện Tử giảng dạy kiến thức chuyên môn làm sở tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất tập Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Đặng Việt Phúc trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện nhiệt tình giúp đỡ em hồn thành tập Hà Nội, ngày tháng năm 2022 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ Tên, vị trí dự án - Dự án : Khu C khu thị Kiến Hưng Luxury - Cơng trình : Khu thị Kiến Hưng - Vị trí : Phường Kiến Hưng , Quận Hà Đông, Thành Phố Hà Nội Cạnh Phường Mậu Lương, Hà Đông Khu vực điều chỉnh quy ô đất quy hoạch thuộc khu C – khu đô thị Kiến Hưng, Phường Kiến Hưng, quận Hà Đơng, Hà Nội Có phạm vi ranh giới sau: Sơ đồ phân khu quy hoạch - Phía Bắc giáp khu đất quy hoạch; - Phía Tây giáp tuyến đường Phúc La - Văn Phú - Phía Đơng giáp khu giãn dân Mậu Lương; - Phía Nam giáp khu giãn dân Kiến Hưng; * Quy mơ nghiên cứu: Diện tích khu đất điều chỉnh quy hoạch cục khoảng 54.663 m2 Dân số khu ô đất điều chỉnh quy hoạch: 1.656 người Các yêu cầu chung tiêu chuẩn thiết kế 2.1 Các yêu cầu chung Bất phương án hay dự án phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: a 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: Là hộ quan trọng không để điện, xảy điện gây hậu nghiêm trọng (như : sân bay ,đại sứ quán ,… ) - Hộ loại 2: Là hộ mà xảy điện gây thua thiệt kinh tế quan trọng không quan trọng nhiều hộ loại (như: khách sạn, trung tâm thương mại ) - Hộ loại 3: Là hộ không quan trọng cho phép điện tạm thời cần thiết (như : khu sinh hoạt đo thị ,nông thôn ) b Chất lượng điện Chất lượng điện thể tiêu chí tần số (Hz) điện áp (U) Một phương án có chất lượng điện tối đa phương án đảm bảo tần số điện áp nằm giới hạn cho phép Để đảm bảo cho thiết bị dùng điện làm việc bình thường cần yêu cầu đặt : c Kinh tế Tính kinh tế phương án thể tiêu : Vốn đầu tư phí vận hành Phương án cấp điện tối ưu phương án tổng hòa đại lượng phương án có chi phí tính tốn hang năm nhỏ Trong đó: Hệ số vận hành, với (đường dây không), cấp điện áp lấy 0,04 với cáp trạm biến áp Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn với lưới cung cấp điện = năm =0,2 K : Vốn đầu tư Tổn thất điện năm c : Giá điện tổn thất điện (đ/kWh) d An toàn điện An toàn điện vấn đề quan trọng, chí phải đặt lên hàng đầu thiết kế lắp đặt, vận hành cơng trình điện 2.2 : Về lưới điện A : Mạng trung áp 22kv , 35kv Hình : Sơ đồ cấu trúc nguồn trung áp Hình : Sơ đồ nguyên lý cấu trúc - Có trạm biến áp trung gian 22kv - Trạm đặt nơi công cộng thống khí nhiều xanh - Cáp ngầm vỉa hè, lòng đường luồn ống nhựa siêu bền B : Mạng hạ áp 0,4kv - Mạng hạ áp TBA hệ thống cấp điện theo kiểu hình tia - Tại tủ điện hạ áp tổng lô đất cấp điện theo kiểu hình nhánh - Mỗi tủ hạ áp cấp tối đa 12 căn, thường đặt đầu lô đất - Cáp ngầm vỉa hè, lòng đường phải luồn ống nhựa siêu bền Hình : Sơ đồ nguyên lý TBA Hình : Sơ đồ nguyên lý cấp tủ điện 2.3 Các tiêu chuẩn thiết kế (iii) Các tiêu chuẩn điện TT Tiêuchuẩn Quy phạm trang bị điện Bộ Công nghiệp ban hành 11 TCN-2006 Cáp điện lực ngầm đất, phương pháp lắp đặt; TCVN 7997:2009 QCVN07:2010/BXD Quy chuẩn Quốc gia cơng trình hạ tầng kỹ thuật thị Tiêu chuẩn Quốc gia đặt thiết bị điện nhà Cáp điện lực ngầm đất, phương pháp lắp đặt; TCVN 7997:2009 Quy chuẩn Quốc gia kỹ thuật điện, tập Thi công công trình điện QCVN.QTĐ.7:2009/BCT Đặt đường dẫn điện nhà cơng trình cơng cộng - Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 9207:2012 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia kỹ thuật điện – tập – Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp QCVN.QTĐ.8:2010/BCT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy hoạch xây dựng QCXDVN-01-2008/BXD TCVN 9206:2012 (iv) Các tiêu chuẩn chiếu sáng TT Tiêuchuẩn Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường đô thị TCVN 259:2001/BXD Chiếu sáng nhân tạo bên ngồi cơng trình cơng cộng kỹ thuật hạ tầng đô thị – Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 333 : 2005 Đèn điện chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật chung TCVN 5828:1994 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐƠ THỊ Đặt vấn đề - Khi thiết kế cung cấp điện cho mơt cơng trình (cụ thể khu thị mà ta thiết kế) nhiệm vụ người thiết kế phải xác định nhu cầu điện phụ tải cơng trình - Tùy theo quy mơ cơng trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế cịn phải tính đến khả phát triển tương lai Cụ thể muốn xác định phụ tải điện cho khu thị chủ yếu dựa vào diện tích (diện tích sàn, diện tích mặt bằng), mục đích sử dụng, tính chất hạng mục xây dựng khu thị đồng thời tính đến khả phát triển tương lai để có tính tốn dự phịng hợp lý - Xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó quan trọng Bởi , phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có khả dẫn đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu gây lãng phí không kinh tế Khái niệm chung phụ tải điện Phụ tải điện công suất tác dụng P công suất phản kháng Q yêu cầu điểm lưới điện điện áp định mức gọi điểm đặt hay điểm đầu phụ tải Phụ tải điện dùng chung hộ dùng điện thiết bị điện - Khái niệm phụ tải tính tốn: Phụ tải cần xác định giai đoạn tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi phụ tải tính tốn A Cơng suất định mức: Pđ(Kw), Qđ(Kvar),Sđ(Kva) công suất nhà sản suất đưa ra, dựa vào cách tính tốn phụ tải điện để xác định Cơng suất có đặc điểm công suất lớn phụ tải Pd = poH B Cơng suất tính tốn: Ptt(kW), Qtt(kVar),Stt(kVa) cơng suất có tính đến hệ số đồng thời thiết bị sử dụng thời gian Ptt = KdtPd Kđt : hệ số đồng thời thiết bị sử dụng thời gian, tra TCVN9206 C Cơng suất thực tế : Là cơng suất có phụ tải đưa vào sử dụng 3.Tính tốn phụ tải điện tồn thị 3.1.Tiêu chuẩn cấp điện cho đối tượng khu đô thị Tiêu chuẩn cấp điện khu thị Ta có : IN = I∞ = I” (kA) Điều kiện lựa chọn cầu dao phụ tải : +Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl(kV) + Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A) + Dòng điện cắt định mức : IdmC ≥ I’’ (kA) Tra sổ tay cung cấp điện ta chọn cầu dao SIEMENS có thơng số sau : loại cầu dao phụ tải UđmCD (kV) IđmCD (A) INmaxCD (kA) 3CJ1561 24 360 45 Khu 3CJ1561 24 360 45 Khu 3CJ1561 24 360 45 Khu Kiểm tra cầu dao chọn: +Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl=22(kV) + Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A) + Dòng điện cắt định mức : IdmC ≥ I” (kA) Vậy cầu dao chọn thỏa mãn 4.3 Lựa chọn cầu chì trung áp : Nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho biến áp cáp tổng thường dung cầu chì ống cát thạch anh Điều kiện lựa chọn cầu chì: + Điện áp định mức : Udm.CC ≥ Udml (kV) + Dòng điện định mức: Idm.CC ≥ Idml (kA) + Dòng điện cắt định mức : Idm C + Công suất cắt đinh mức ≥ I” (kA) : Sdm.C≥ S”(MVA) Ta chọn cầu chì cho trạm T10 có cơng suất 2000 KVA Chọn cầu chì cho trạm 2000 KVA: I” =IN Ixk (kA) Tra sổ tay kỹ thuật chọn cầu chì hãng SIEMENS chế tạo có thơng số sau: Kiểm tra cầu chì chọn: + Điện áp định mức : Udm.CC (kV) ≥Udml = 22(kV) + Dòng điện định mức : Idm.CC (A) ≥ Idml (A) + Dòng điện cắt định mức '' : Idm C3 (kAđ) ≥ I” (kA) Ta thấy Sdm.C ≥ S” Kết luận: Cầu chì chọn thỏa mãn loại cầu chì Khu Udmcc(KV) 3GD1406-4B Idmcc(A) INcc(KA) 31.5 loại cầu chì Udmcc(KV) Khu 3GD1406-4B Khu 3GD1406-4B Idmcc(A) 4 INcc(KA) 3 31.5 31.5 5.Tính tốn ngắn mạch 5.1 Đặt vấn đề: Ngắn mạch tượng lý mạch điện bị chập lại điểm làm cho tổng trở nhỏ dòng điện mạch tăng lên đột ngột Việc tăng dòng điện lên lớn mức dẫn đến hậu nghiêm trọng: - Làm xuất lực điện động lớn, có khả phá hủy kết cấu thiết bị điện, tiếp tục gây chạm chập cháy nổ - Làm tăng nhiệt độ lên cao phá hủy đặc tính cách điện, từ gây cháy nổ cho thiết bị điện Các số liệu tình trạng ngắn mạch quan trọng để lựa chọn thiết bị điện, thiết kế hệ thống bảo vệ Rơle, xác định phương thức vận hành mạng điện… Vì tính tốn ngắn mạch phần khơng thể thiếu thiết kế cung cấp điện Các dạng ngắn mạch thường xảy hệ thống cung cấp điện: - Ngắn mạch pha - Ngắn mạch pha - Ngắn mạch pha chạm đất Trong ngắn mạch pha nghiêm trọng Vì người ta thường vào dòng điện ngắn mạch pha để lựa chọn thiết bị điện 5.2 Tính tốn ngắn mạch phía trung áp - Vì lý ngắn mạch gần nguồn dịng ngắn mạch lớn Do để tính tốn ngắn mạch ta cần xét điểm có khả hay xảy ngắn mạch gần nguồn - Dễ thấy trung áp trạm biến áp điểm gần nguồn có xác suất xảy ngắn mạch nhiểu Điện kháng hệ thống tính cơng thức: Trong UCdm - Cơng suất máy cắt đầu nguồn Với việc chọn máy cắt đầu nguồn loại 8DC11 SIEMENS chế tạo, ta có : IN = 25 kA Uđm= 24kV Xh = 0.513 (Ω) Từ trạm biến áp trung áp đến trạm chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35(mm2) hãng PURUKAWAthông số cáp là: R0 = 0.13 Ω/ km, x0 = 0.668 Ω/ km Icp = 170 (A) Điện trở điện kháng cáp là: XC = x0 * 0,l = 0.668 * 0.1 = 0.0668 (Ω) RC = r0 * 0,l = 0.13 * 0.1 = 0.013 (Ω) Điện kháng điện trở xảy ngắn mạch: R = RC = 0.013 (Ω) X = XC = 0.0668 (Ω) Tổng trở ngắn mạch: ZN = 1.188 (Ω) Dòng điện ngắn mạch : IN = 10.6863 (kA) Dòng ngắn mạch siêu độ Dịng ngắn mạch xung kích IXK = 27.2028 (kA) Dịng ngắn mạch dong xung kích dùng để kiểm tra trạng thái ổn định nhiệt ổn định động thiết bị CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN QUY HOẠCH HẠ TẦNG MẠNG HẠ ÁP 22/0,4KV Đặt vấn đề Mạng hạ áp lưới điện có điện áp 0.4kV, loại mạng phân phối quan trọng, giúp truyền tải điện từ mạng trung áp 22kV đến tải tiêu thụ Phụ tải mạng hạ áp chủ yếu phụ tải dân dụng, mạng hạ áp truyền tải điện đến hộ tiêu thụ loại 2.Chọn phương án thiết kế, dây mạng hạ áp Mạng hạ áp thiết kế theo sơ đồ hình tia, tủ phân phối lấy điện từ trạm biến áp khu vực Lưới điện hạ áp gồm tuyến cáp ngầm 1kV xuất phát từ lộ trạm biến áp hạ 22/0.4kV đến tủ điện tổng để phân phối cho khu nhà Vị trí tủ điện tổng phân phối điện hạ áp cho khu nhà bố trí theo nguyên tắc : • Gần đường thuận tiện cho việc thi cơng quản lý • Gần tâm phụ tải có bán kính phục vụ khơng q lớn để đảm bảo tổn thất điện áp nằm giới hạn cho phép không ảnh hưởng đến mặt xây dựng khu nhà • Tủ điện tổng phân phối hạ áp loại kín, chống nước, có khóa đặt ngồi trời, cố định bệ bê tong đặt vỉa hè Hệ thống cáp điện hạ áp 0.4kV từ trạm biến áp 22/0.4kV tới tủ điện phân phối tổng khu nhà dùng cáp điện có bọc thép Cáp sử dụng cáp 1kV – Cu/XLPE/DSTA/PVC chôn ngầm đất, phần cáp qua đường luồn ống thép bảo vệ Tại khu nhà biệt thự, nhà vườn, khu nhà liền kề đặt từ 6-12 tủ phân phối cho từ 6-12 hộ bảo vệ cho lộ hô Cáp từ tủ điện phân phối tổng khu nhà tới tủ phân phối phụ tải chôn ngầm dọc hành lang kỹ thuật Đối với nhà lô, nhà biệt thự, nhà liền kề, tủ điện phân phối tổng bố trí ngồi trời , vỉa hè có cấu tạo với cấp bảo vệ IP54 chịu ảnh hưởng trực tiếp môi trường Từ tủ điện phân phối tổng, dùng cáp cấp điện đư c luồn qua ống nhựa siêu bền HDPE chôn ngầm trực tiếp vỉa hè hệ thống ống tuyến cấp điện cho tủ phân phối điện nhánh nhóm nhà Các tủ phân phối điện nhánh có kích thước gọn bố trí vỉa hè sát vị trí tường nhà Trong tủ có bố trí aptomat bảo vệ Việc cấp điện từ tủ phân phối điện nhánh đến hộ gia đình quan điện lực sở thực sau có hợp đồng ký kết với hộ gia đình Các tủ phân phối hạ kèm công tơ pha đếm điện tiêu thụ cho hộ gia đình lắp vỉa hè sát với mép đường nội khu dự án Vị tr đặt tủ lựa chọn đặt tâm phụ tải cấp điện Tủ điện có kích thước (Rộng x Sâu x Cao) 750 x 500 x 1200mm, vỏ tủ làm tôn ly sơn tĩnh điện bọc xung quanh khung thép hình chịu lực, mở cách mặt trước sau Tủ chia làm ngăn riêng biệt : Ngăn chứa aptomat tổng nhánh bao gồm : hệ thống tổng đồng dẹt Hệ thống cấp điện cho công tơ pha đồng dẹt Các aptomat tổng 600V, aptomat nhánh pha 220 – 50A sau công tơ Ngăn chứa công tơ thiết kế đặt tối đa 12 cơng tơ pha 220/1050A Ngăn có lỗ đọc số cơng tơ khóa niêm phong đơn vị quản lý điện vận hành Móng tủ điện : tủ đặt móng tủ có kích thước (Rộng x Sâu x Cao) 750 x 500 x 700mm xây gạch đặc mác M75 vữa XM50 dày 15, lót đáy bệ bê tơng đá dăm M100 dày 100 Phần bệ chìm đất 400mm phần mặt vỉa hè 300mm Trong móng tủ luồn ống nhựa chờ sẵn cho cáp hạ đến Phần mặt đất đặt cửa luồn cáp kích thước 150x300 Tiếp địa tủ điện : ta sử dụng cọc tia hỗn hợp RC-1 gồm cọc 63x63x6 dài 2.5m, dây tiếp đất dùng thép trịn có Φ8 mã kẽm dài 5m hàn nối đầu cọc tiếp đất với sau bắt vào vỏ tủ trung tính nhánh riêng biệt Dây nối đất đầu cọc tiếp địa chôn sâu mặt đất tự nhiên 0.7m Sau thi công xong điện trở phải đặt trị số R≤10Ω Tất chi tiết tiếp địa chế tạo từ thép CT3 bảo vệ chống rò rỉ phương pháp mã kẽm nhúng nóng Chiều dày lớp mạ u cầu ≥80µm 3.Tính tốn phụ tải chọn tủ điện hạ áp 3.1.Tính tốn phụ tải phân phối cho tủ hạ áp Do số lượng khu vực có nhiều hộ lên chia thành nhiều tủ phân phối tủ gồm đến 10 Dựa vào tính tốn ta có phụ tải cho khu dân cư cách lựa chọn chia trạm biến áp ta có bảng tủ điện hạ áp sau : Đơn vị Po TPP1 TPP2 cos ɸ Ksd Ptt(kW) Qtt(kVA) Stt(kVAr) Uđm Itt 0.8 0.8 64.8 60.75 81 0.4 116.91 0.8 0.8 57.6 54 72 0.4 103.92 TPP3 0.8 0.8 50.4 47.25 63 0.4 90.93 TPP4 0.8 0.8 50.4 47.25 63 0.4 90.93 TPP5 0.8 0.8 57.6 54 72 0.4 103.92 TPP6 0.8 0.8 50.4 47.25 63 0.4 90.93 TPP7 0.8 0.8 50.4 47.25 63 0.4 90.93 TPP8.1 0.8 0.8 33.6 31.5 42 0.4 60.62 TPP8.2 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP9.1 0.8 0.8 24 22.5 30 0.4 43.3 TPP9.2 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP10.1 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP10.2 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 Đơn vị Po Qtt(kVA) Stt(kVAr) Uđm Itt 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 STT Ký Hiệu 10 10 TPP10.3 cos ɸ 0.8 11 TPP11.1 0.8 0.8 33.6 31.5 42 0.4 60.62 TPP11.2 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP11.3 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP11.4 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP11.5 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP11.6 0.8 0.8 33.6 31.5 42 0.4 60.62 TPP12.1 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP12.2 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP12.3 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP13.1 0.8 0.8 33.6 31.5 42 0.4 60.62 TPP13.2 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP13.3 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP14.1 0.8 0.8 33.6 31.5 42 0.4 60.62 TPP14.2 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 STT 12 13 14 Ký Hiệu Ksd Ptt(kW) 15 16 TPP14.3 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP15.1 6 0.8 0.8 28.8 27 36 0.4 51.96 TPP15.2 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP15.3 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP16.1 0.8 0.8 38.4 36 48 0.4 69.28 TPP16.2 0.8 0.8 43.2 40.5 54 0.4 77.94 17 TPP17 0.8 0.8 20.42 19.14 25.52 0.4 36.45 18 TPP18 0.8 0.8 4.1 3.84 5.12 0.4 7.39 19 TPP19 0.8 0.8 48.71 45.67 60.89 0.4 87.89 1369.8 1068.46 Tổng 1712.27 2.Chọn tủ điện hạ áp Tủ điện hạ áp chọn tủ Việt Nam chế tạo, dùng cấp điện cho khu; hạng mục khu đô thị Các tủ lắp sẵn thiết bị đóng cắt theo sơ đồ chuẩn Tủ có thơng số sau : Dài (mm2) Loại tủ Nơi đặt Tủ động lực Cấp điện cho 750 khu vực Rộng (mm2) Cao (mm2) Số lượng (chiếc) 650 1200 37 4.Lựa chọn cáp thiết bị bảo vệ hạ áp 4.1.Lựa chọn thiết bị bảo vệ Điều kiện để chọn aptomat : IđmAP Itt (*) UđmAP Uđml (**) Trong đó: Itt dịng điện tính tốn mà ta xác định Uđml điện áp định mức lưới điện Uđml= 0,4(KV)=400(V) IđmAP, UđmAP dòng áp định mức aptomat cần lựa chọn phân thành cấp nhà sản xuất quy định Việc lựa chọn aptomat phân loại sau: Lựa chọn aptomat cho tủ phân phối:Bao gồm aptomat tổng tủ aptomat hộ mà tủ cung cấp Lựa chọn aptomat cho tủ điện tổng: Bao gồm aptomat tổng tủ lựa chọn vào máy biến áp aptomat nhánh(lộ) lựa chọn vào phụ tải tủ điện mà nhánh cung cấp điện Lựa chọn Aptomat liên lạc 4.1.1.Lựa chọn aptomat cho hộ gia đình khu dân cư Đối với hộ gia đình hộ gia đình có cơng suất 6kW hộ khu đất nhà liền kề 9kW với hộ khu đất nhà biệt thự mặt khác hộ sử dụng điện áp pha Uđml=Ufa=230(V)(vì máy biến áp đấu kiểu Y/Y), aptomat lựa chọn aptomat pha Cơng suất hộ tính theo biểu thức: Ptt=Ufa.Itt.cos (cos =0,8) Do aptomat tất hộ ta chọn giống hộ dùng aptomat đủ Dịng điện tính toán cho hộ sau: Đối với nhà liền kề Itt1 = (6x1000 ) / (230x0.8) = 32.6 (A) Đối với nhà biệt thự: Itt2 = (9x1000 ) / (230x0.8) = 48.9 (A) Do ta có aptomat l pha cho hộ gia đình sau : Loại Aptomat Hãng Chế Tạo Iđm(A) Uđm(V) EZC100H1040,1P,40A Scheider 40 230 EZC100H1050,1P,50A Scheider 50 230 4.2 Chọn aptomat cho tủ hạ áp Ta có dịng điện tính tốn tủ điện : Trong : Stt : cơng suất t nh toán tủ điện Uđm = 0.4kV Để lựa chọn aptomat cho tủ điện hạ áp ta chọn theo điều kiện Iđm ≥It Tính chọn aptomat cho lộ TBA T10 cấp điện cho trường học (C-CCT16).Theo bảng tính nhu cầu sử dụng điện ta có: Stt=25.52 (KVA) Imax=36.83 (A) Tạo bảng STT Tên phụ tải Stt Itt Uđm Icđm IAđm Loại ATM TPP1 81 116.91 NS225E 500 125 TPP2 72 103.92 NS225E 500 125 TPP3 63 90.93 C100E 500 100 TPP4 63 90.93 C100E 500 100 TPP5 72 103.92 500 125 Uđm Icđm IAđm STT Tên phụ tải Stt NS225E Itt 63 90.93 Loại ATM C100E 500 100 TPP7 63 90.93 C100E 500 100 TPP8.1 42 60.62 C100E 500 100 TPP8.2 48 69.28 C100E 500 100 10 TPP9.1 30 43.3 C60L 440 20 63 11 TPP9.2 36 51.96 C60L 440 20 63 12 TPP10.1 36 51.96 C60L 440 20 63 13 TPP10.2 48 69.28 C100E 500 100 14 TPP10.3 48 69.28 C100E 500 100 15 TPP11.1 42 60.62 C100E 500 100 16 TPP11.2 36 51.96 C60L 440 20 63 17 TPP11.3 36 51.96 C60L 440 20 63 18 TPP11.4 36 51.96 C60L 440 20 63 19 TPP11.5 36 51.96 C60L 440 20 63 20 TPP11.6 42 60.62 C100E 500 100 21 TPP12.1 36 51.96 C60L 440 20 63 22 TPP12.2 48 69.28 C100E 500 100 23 TPP12.3 48 69.28 C100E 500 100 24 TPP13.1 42 60.62 C100E 500 100 25 TPP13.2 48 69.28 C100E 500 100 26 TPP13.3 48 69.28 C100E 500 100 27 TPP14.1 42 60.62 C100E 500 100 28 TPP14.2 48 69.28 C100E 500 100 TPP6 29 TPP14.3 STT Tên phụ tải 48 69.28 Stt C100E Itt Loại ATM C100E 500 100 Uđm Icđm IAđm 500 100 30 TPP15.1 48 69.28 31 TPP15.2 36 51.96 C60L 440 20 63 32 TPP15.3 48 69.28 C100E 500 100 33 TPP16.1 48 69.28 C100E 500 100 34 TPP16.2 54 77.94 C100E 500 100 35 TPP17 25.52 36.45 C60L 440 20 63 36 TPP18 5.12 7.39 DPNa 440 3.2 32 37 TPP19 60.89 87.89 C100E 500 100 5.lựa chọn cáp hạ áp cho MBA Điều kiện phát nóng cho phép Dịng điện lớn chạy qua cáp tổng Khoảng cách cáp rãnh cách 300mm k1 = , k2 = 0.87 IATM Stt Itt Cáp 1600 1000 1443.3 1600 1250 1804.2 1600 1000 1443.3 Vậy chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x300mm2 + 1x185 mm2 Vậy chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x300mm2 + 1x185 mm2 Vậy chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x300mm2 + 1x185 mm2 Lựa chọn dây cáp đến TPP Cáp tổng từ máy biến áp đến TPP1 với Stt = 81 (kVA) Điều kiện phát nóng cho phép Dịng điện lớn chạy qua cáp tổng Imax= 90.93 (A) Khoảng cách cáp rãnh cách 300mm k1 = , k2 = 0.87 Chọn cáp đồng cách điện PVC loại 30mm có Uđm= 2000v , Iđm = 121 (A) Tính tốn tương tự ta bảng : ST T Tủ TPP1 Tên đặt dây C1 Itt IA K K2 Cáp Icp K1.k2.Ic p (1.25xIA) /1.5 116.91 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 PVC(4x30)mm2 105.27 104.17 105.27 104.17 Đạt PVC(4x25)mm2 12 12 111 Kết luậ n Đạt TPP2 C2 103.9 TPP3 C3 90.93 TPP4 C4 90.93 TPP5 C5 103.9 TPP6 C6 90.93 TPP7 C7 90.93 TPP8.1 C8.1 60.62 TPP8.2 C8.2 69.28 10 TPP9.1 C9.1 43.3 12 12 10 10 12 10 10 10 10 63 96.57 83.33 Đạt PVC(4x25)mm2 111 96.57 83.33 Đạt PVC(4x30)mm2 105.27 104.17 Đạt PVC(4x25)mm2 12 111 96.57 83.33 Đạt PVC(4x25)mm2 111 96.57 83.33 Đạt PVC(4x22)mm2 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt PVC(4x10)mm2 10 10 65 56.55 52.5 Đạt 11 TPP9.2 C9.2 51.96 63 PVC(4x10)mm2 65 56.55 52.5 Đạt 12 TPP10 51.96 63 13 TPP10 69.28 TPP10 15 TPP11.1 10 10 10 14 C10 C10 C10 C11.1 PVC(4x10)mm2 65 56.55 52.5 Đạt PVC(4x22)mm2 10 10 10 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 69.28 60.62 1 1 1 1 1 PVC(4x30)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 C11.2 51.96 63 TPP11.3 C11.3 51.96 63 TPP11.4 C11.4 51.96 63 Tủ Itt IA K 51.96 63 10 63 10 10 10 10 10 10 10 10 10 63 10 10 10 63 16 TPP11.2 17 18 ST T 19 TPP11.5 Tên đặt dây C11.5 20 TPP11.6 C11.6 60.62 21 TPP12 51.96 22 TPP12 23 TPP12 24 TPP13 25 TPP13 26 TPP13 27 TPP14 28 TPP14 29 TPP14 30 TPP15 31 TPP15 32 TPP15 33 TPP16 34 TPP16 35 TPP17 C12 C12 C12 C13 C13 C13 C14 C14 C14 C15 C15 C15 C16 C16 C17 69.28 69.28 60.62 69.28 69.28 60.62 69.28 69.28 69.28 51.96 69.28 69.28 77.94 36.45 1 1 1 1 1 1 0.8 0.8 0.8 K2 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 65 56.55 52.5 Đạt PVC(4x10)mm2 65 56.55 52.5 Đạt PVC(4x10)mm2 65 56.55 52.5 Đạt Cáp Icp K1.k2.Ic p (1.25xIA) /1.5 PVC(4x10)mm2 65 56.55 52.5 Kết luậ n Đạt PVC(4x22)mm2 10 65 88.74 83.33 Đạt 56.55 52.5 Đạt 10 10 10 10 10 10 10 10 10 65 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 56.55 52.5 Đạt 10 10 10 65 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 88.74 83.33 Đạt 56.55 52.5 Đạt PVC(4x10)mm PVC(4x10)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x10)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x22)mm2 PVC(4x10)mm2 36 TPP18 C18 7.39 32 37 TPP19 C19 87.89 10 0.8 0.8 PVC(4x3.5)mm2 34 29.58 26.67 Đạt PVC(4x22)mm2 10 88.74 83.33 Đạt CHƯƠNG V : TÍNH CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG Các điều kiện tính tốn giả định : Sử dụng phương án pha dây đêm khuya tắt pha - Chế độ vận hành buổi tối : Thơng thường từ 16h- 23h , điều - - - chỉnh thời gian thích hợp theo mùa Trong chế độ vận hành buổi tối : Có thể bật tất đèn tuyến Chế độ vận hành đêm khuya : Tắt 1/3 số đèn cách tắt pha , đèn phân bố A, B, C cần tính chế độ buổi tối đêm khuya Với phụ tải phân bố tính tốn phụ tải tương đương tổng cơng suất đèn tuyến Lựa chọn bóng đèn Loại đèn cao áp 80w Cột cao 8m Độ dài đèn 27m Kiểm tra tổn thất cho nhánh U max = 5% Dộ dài khung đường cần lắp đặt 1000m nhánh = 330m Với khoảng cách đèn 27m ta có 36 bóng 80W P = 2.99 kW Momen phụ tải M = P x Ltt Mà Ltt = L/2 M = 493.35 kWm Tổn thất điện áp Utt = M/ C x S x cosɸ Trong : - P : công suất tuyến đèn - Ltt chiều dài tính tốn theo sơ đồ tương đương L/2 - Hệ số tra bảng với lõi đồng cấp điện 380/220V, phụ tải pha cân bằng, hệ số C =83 - S tiết diện lõi cáp S = 10 - Cos ɸ hệ số với lắp đặt đèn nhà sản xuất = 0.8 Utt = 0.7435% Kết luận : U max lớn Utt Đảm bảo tuyến sáng vận hành an toàn bật tất đèn Với trường hợp tắt pha Với khoảng cách đèn 27m ta có 24 bóng 80W P = 2.11 kW Momen phụ tải M = P x Ltt M= 696.69 (kWm) Tổn thất điện áp Utt = M/ C x S x cosɸ = 1.05% Kết luận : U max lớn Utt Đảm bảo tuyến sáng vận hành an toàn bật tất đèn
TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ
Các yêu cầu chung và tiêu chuẩn thiết kế
Mọi phương án hoặc dự án đều cần đáp ứng bốn yêu cầu cơ bản, trong đó yêu cầu đầu tiên là độ tin cậy cung cấp điện, phản ánh mức độ đảm bảo liên tục cung cấp điện dựa trên đặc điểm của hộ dùng điện.
Hộ loại 1 bao gồm những cơ sở cực kỳ quan trọng, như sân bay và đại sứ quán, nơi việc mất điện có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng Do đó, việc đảm bảo nguồn điện ổn định cho những hộ này là cực kỳ cần thiết.
Hộ loại 2 là những hộ mà việc mất điện sẽ gây thiệt hại kinh tế đáng kể, tuy nhiên không nghiêm trọng bằng hộ loại 1 Các ví dụ điển hình cho hộ loại 2 bao gồm khách sạn và trung tâm thương mại.
- Hộ loại 3: Là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần thiết (như : khu sinh hoạt đo thị ,nông thôn ) b Chất lượng điện
Chất lượng điện được đánh giá qua hai tiêu chí chính là tần số (Hz) và điện áp (U) Để đạt được chất lượng điện tối ưu, cần đảm bảo tần số và điện áp nằm trong giới hạn cho phép Việc này là cần thiết để các thiết bị điện hoạt động ổn định và hiệu quả.
Tính kinh tế của một phương án được đánh giá qua hai chỉ tiêu chính: vốn đầu tư và phí vận hành Phương án cấp điện tối ưu là phương án kết hợp hài hòa giữa hai yếu tố này, nhằm đạt được chi phí tính toán hàng năm thấp nhất.
Hệ số vận hành (a vh) cho các đường dây trên không được xác định là 0,04 cho tất cả các cấp điện áp, trong khi đối với cáp và trạm biến áp, hệ số này là 1 Đồng thời, hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn (a th) được quy định là a tc = 1.
T tc với lưới cung cấp điện T tc = 5 năm → a tc =0,2
∆ A:Tổn thất điện năng trong 1 năm. c : Giá điện tổn thất điện năng (đ/kWh) d An toàn điện
An toàn điện là vấn đề quan trọng, thậm chí phải đặt lên hàng đầu khi thiết kế lắp đặt, vận hành công trình điện
A : Mạng trung áp 22kv , 35kv
Hình 1 : Sơ đồ cấu trúc nguồn trung áp
Hình 2 : Sơ đồ nguyên lý cấu trúc
- Có ít nhất 2 trạm biến áp trung gian 22kv
- Trạm đặt nơi công cộng thoáng khí nhiều cây xanh
- Cáp đi ngầm dưới vỉa hè, lòng đường được luồn trong ống nhựa siêu bền
- Mạng hạ áp của TBA hệ thống cấp điện theo kiểu hình tia
- Tại tủ điện hạ áp tổng tại lô đất thì được cấp điện theo kiểu hình nhánh
- Mỗi tủ hạ áp được cấp tối đa 12 căn, thường đặt ở đầu lô đất
- Cáp đi ngầm dưới vỉa hè, lòng đường phải được luồn trong ống nhựa siêu bền
Hình 3 : Sơ đồ nguyên lý TBA
Hình 4 : Sơ đồ nguyên lý cấp tủ điện
2.3 Các tiêu chuẩn thiết kế
(iii) Các tiêu chuẩn về điện
1 Quy phạm trang bị điện do Bộ Công nghiệp ban hành 11 TCN-2006
2 Cáp điện lực đi ngầm trong đất, phương pháp lắp đặt; TCVN 7997:2009
3 Quy chuẩn Quốc gia các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị
4 Tiêu chuẩn Quốc gia về đặt thiết bị điện trong nhà ở TCVN 9206:2012
5 Cáp điện lực đi ngầm trong đất, phương pháp lắp đặt; TCVN 7997:2009
6 Quy chuẩn Quốc gia về kỹ thuật điện, tập 7 Thi công các công trình điện
7 Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế;
8 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về kỹ thuật điện – tập 8
– Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp
9 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng QCXDVN-01-2008/BXD
(iv) Các tiêu chuẩn về chiếu sáng
1 Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường đô thị
2 Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị – Tiêu chuẩn thiết kế
3 Đèn điện chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật chung
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐÔTHỊ
Đặt vấn đề
Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một khu đô thị, bước đầu tiên và quan trọng nhất là xác định nhu cầu điện năng của các phụ tải trong công trình.
Việc xác định phụ tải điện cho một công trình phụ thuộc vào quy mô và thực tế sử dụng, đồng thời cần xem xét khả năng phát triển trong tương lai Đối với khu đô thị, các yếu tố như diện tích sàn, diện tích mặt bằng và mục đích sử dụng của các hạng mục xây dựng là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo tính toán dự phòng hợp lý cho nhu cầu điện năng trong tương lai.
Xác định chính xác phụ tải tính toán là nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong sử dụng thiết bị điện Nếu phụ tải tính toán thấp hơn thực tế, thiết bị sẽ bị giảm tuổi thọ và có nguy cơ gây cháy nổ Ngược lại, nếu phụ tải tính toán cao hơn quá nhiều, sẽ dẫn đến việc chọn thiết bị quá lớn, gây lãng phí và không tiết kiệm chi phí.
2 Khái niệm chung về phụ tải điện
Phụ tải điện bao gồm công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q cần thiết tại một vị trí trong lưới điện với điện áp định mức, được gọi là điểm đặt hay điểm đầu phụ tải Thuật ngữ này ám chỉ chung đến các hộ tiêu thụ điện và thiết bị điện trong hệ thống.
- Khái niệm về phụ tải tính toán:
Phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán.
A Công suất định mức: Pđ(Kw), Qđ(Kvar),Sđ(Kva) là công suất do nhà sản suất đưa ra, dựa vào cách tính toán phụ tải điện để xác định Công suất này có đặc điểm là công suất lớn nhất của phụ tải
B Công suất tính toán: Ptt(kW), Qtt(kVar),Stt(kVa) là công suất có tính đến hệ số đồng thời thiết bị sử dụng trong cùng một thời gian
Kđt : là hệ số đồng thời thiết bị sử dụng trong cùng một thời gian, tra ở
C Công suất thực tế : Là công suất chỉ có được khi phụ tải được đưa vào sử dụng
3.Tính toán phụ tải điện toàn đô thị
3.1.Tiêu chuẩn cấp điện cho các đối tượng trong khu đô thị.
Tiêu chuẩn cấp điện khu đô thị
Khái niệm chung phụ tải điện
1 Nhà liền kế kw/nhà 6.0
2 Nhà biệt thự kw/nhà 9.0
3 Nhà chung cư cao tầng kw/m 2 sàn 0.07
4 Nhà trẻ, mẫu giáo kw/m 2 sàn 0.02
7 Trung tâm thương mại,dịch vụ kw/m 2 sàn 0.08
8 Công trình dịch vụ văn hóa kw/m 2 sàn 0.08
9 Nhà hành chính kw/m 2 sàn 0.08
10 Công trình hỗn hợp kw/m 2 sàn 0.08
11 Chiếu sáng đường chính Cd/m 2 1,2
12 Chiếu sáng các đường khác Cd/m 2 0,6 đến 0,8
3.2.Phụ tải tính toán toàn khu quy hoạch.
Trong thiết kế cung cấp điện cho khu đô thị, chúng ta áp dụng phương pháp tính toán phụ tải dựa trên suất phụ tải trên một đơn vị diện tích, kết hợp với hệ số đồng thời để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy trong cung cấp điện.
- Đối với đối tượng phụ tải tính toán được xác định theo suất phụ tải trên 1 m 2
Ta có công thức tính :
P0 : Suất phụ tải trên 1m 2 đơn vị diện tích (W/m 2 )
S : Diện tích lô đất công trình (m2)
Pđ : Công suất đặt từng lô công trình
Ptt : Công suất tác dụng của từng lô, từng hạng mục
Qtt : Công suất phản kháng
Stt : Công suất toàn phần
Giá trị P0 và Kđt được xác định dựa trên bảng dữ liệu, phụ thuộc vào đặc tính của phụ tải, thông tin thống kê và nhu cầu tiêu thụ thực tế cũng như các tiêu chuẩn thiết kế liên quan.
3.2.2 Bảng chỉ tiêu về hệ số dự phòng phát triển.
Hệ số sử dụng đồng thời cho khu đô thị được xác định trong khoảng từ Ksd = 0,6 đến 0,8 Trong trường hợp này, chúng ta chọn Ksd = 0,8, vì đây là khu đô thị loại 2 gần trung tâm thành phố Hà Nội, với hệ số công suất (Cos) là 0,8.
-Tổn hao công suất trên mạng trung áp 22KV:10%.
-Dự phòng phát triển tương lai:20%
-Tính toán cụ thể cho “ nhà biệt thự 1 ” (C-TT1)
S Tên phụ tải Số P o k sd cos φ tg φ Ptt Qtt Stt Pyc Qyc Syc tt lượng (kw
Kw Kvar KVA Kw Kvar KVA
Tên phụ tải Số lượng
(kw ) k sd cos φ tg φ Ptt
THIẾT KẾ MẠNG TRUNG ÁP 22/0,4KV
Vị trí đặt trạm biến áp
Trạm biến áp là loại thiết bị quan trọng được lắp đặt ngoài trời tại các khu cây xanh, công trình công cộng, khu nhà liền kề và biệt thự, giúp cung cấp điện hiệu quả và tiết kiệm chi phí đầu tư đường dây Đối với các tòa nhà cao tầng và chung cư, trạm biến áp thường được lắp đặt bên trong tầng hầm, và việc lựa chọn loại trạm sẽ được thực hiện sau khi có thiết kế kỹ thuật cụ thể cho từng công trình.
- Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:
+ An toàn và liên tục cấp điện.
+ Thao tác,vận hành,sửa chữa dễ dàng.
+ Phòng nổ,cháy,bụi bặm,khí ăn mòn.
+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành.
+Vị trí đặt trạm biến áp phải gần với vỉa hè đường đi để tiện cho việc cấp điện và di dây, cáp điện.
Số lượng máy biến áp, trạm biến áp
Máy biến áp đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống cung cấp điện cho khu đô thị, vì vậy việc lựa chọn máy biến áp phù hợp là rất quan trọng Khi chọn máy biến áp, cần đảm bảo rằng nó đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn.
+ Đảm bảo liên lạc giữa nguồn và phụ tải.
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
+ Đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật.
- Các trạm biến áp sẽ cấp điện cho các phụ tải liền kề, gần nhau theo từng cụm hoặc khu vực nhất định.
Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải
Chọn máy biến áp,trạm biến áp
- Lựa chọn máy biến áp: Với trạm 1 máy Sdm Stt
Với trạm 2 máy S dm = Stt / 1,4
Sdm : công suất định mức của máy biến áp nhà chế tạo cho.
Stt : công suất tính toán, nghĩa là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải.
1,4: hệ số quá tải Ứng với điều kiện sau: quá tải không quá 5 ngày mỗi đêm, mỗi ngày không quá tải 6 giờ.
Chọn cáp và dây dẫn
Các tiêu chuẩn chọn cáp ngầm ngoài trời:
Khi lắp đặt cáp ngầm, cần phải đặt cáp trong hào với lớp đất mịn bên dưới, không chứa sỏi, đá hoặc rác Để bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học, đối với cáp có điện áp dưới 35kV, cần phủ một lớp gạch trên mặt nền dọc theo toàn tuyến cáp.
- Khi các cáp đặt song song nhau thì khoảng cách theo chiều ngang giữa các cáp phải là:
+100mm :giữa các cáp điện áp 10kV trở xuống.
+300mm:giữa các cáp điện áp trong khoảng 10kV đến 35kV.
Hệ thống cáp ngầm XLPE 0,4kV sử dụng sợi đơn được chôn trực tiếp trong đất với độ sâu 0,7m Tiết diện dây trung tính tương ứng với dây pha, và mương đất cáp có kích thước sâu 0,7m và rộng 0,4m Cáp đi qua đường được bảo vệ trong ống nhựa siêu bền HPE, với cấu hình 3 pha (4 dây) trong 1 ống, được tiếp địa bằng cọc thép mạ đồng đường kính 18mm Hệ thống đường dẫn điện cần phải độc lập về cơ và điện so với các hệ thống khác, đồng thời đảm bảo dễ dàng trong việc thay thế và sửa chữa khi cần thiết.
Chỗ nối đường hoặc rẽ nhánh dây dẫn, cáp điện cần phải đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn dẫn điện như một dây dẫn cáp điện liên tục Đồng thời, các kết nối này không được chịu tác động từ lực bên ngoài để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.
Đường dẫn điện cần được thiết kế phù hợp với điều kiện môi trường, tính chất sử dụng, đặc điểm kiến trúc của công trình, đồng thời phải đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật an toàn và phòng cháy.
Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị mới
2.5.1 Chọn MBA TBA cho khu đô thị
Do độ dài của khu C Khu Đô Thị Kiến Hưng nên ta sẽ chọn 3 TBA tương đương với
3 phụ tải tính toán toàn đô thị
TBA T10 : dùng để cấp điện cho nhà liền kề và biệt thự , trường học , công viên , …
TBA T 11 : cấp điện cho trung tâm thương mại (HH3)
TBA T12 : cấp điện cho tòa nhà hỗn hợp ( HH4) Để thuận tiện trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa và vận hành trạm biến áp lắp
Sử dụng 2 máy biến áp cùng công suất giúp đơn giản hóa quá trình vận hành và giảm chi phí đầu tư ban đầu, bởi việc lắp đặt thiết bị bảo vệ cho máy biến áp công suất lớn thường rất tốn kém và phức tạp Hơn nữa, việc lắp đặt 2 máy trong một trạm còn đảm bảo cung cấp điện liên tục trong trường hợp xảy ra sự cố hoặc khi tiến hành bảo dưỡng định kỳ, tránh tình trạng mất điện trên diện rộng.
Lưới điện trung thế được thiết kế theo dạng mạch vòng kín và vận hành hở, với điện áp định mức 22KV và tần số 50Hz Cáp trung thế 22KV được lắp đặt trong các tuy nen kỹ thuật hoặc ngầm trong rãnh cáp, với đoạn qua đường sử dụng ống thép chịu lực có đường kính D100-D150 và có biển báo cáp 22KV Để đảm bảo an toàn, các công trình xây dựng khác cần cách hào cáp một khoảng cách tối thiểu.
Tất cả các trạm biến áp trong khu đô thị được phân chia thành 6 mạch vòng, với hệ thống đường dây mạch vòng được xây dựng ngầm dưới đất để dẫn nguồn điện từ các trạm trung gian.
110/22KV Các trạm biến áp được cấp điện theo sơ đồ mạch vòng kín, vận hành hở.
Dựa trên bảng tính toán phụ tải của khu đô thị, chúng tôi đã xác định phương án lựa chọn trạm biến áp phù hợp, đồng thời xem xét vị trí đặt trạm trong mặt bằng điện trung thế.
TBA Thông số kĩ thuật Kích thước (mm)
Sđm Tổn hao không tải W
Tổn hao ngắn mạch75 o C Điện áp ngắn mạch
Và chọn MBA các khu vực thuộc TBA T10 :
STT Tên phụ tải Stt ( kVA) Chọn MBA
STT Tên phụ tải Stt Chọn MBA
2.5.2 Tính toán tổn thất công suất,tổn thất điện năng của các trạm biến áp. a.Tính toán tổn thất công suất
Tổn thất công suất tác dụng của trạm biến áp có 2 máy biến áp làm việc song song được xác định :
Tổn thất công suất của trạm được ký hiệu là ΔP và P, trong đó ΔP thể hiện tổn thất công suất, P0 là tổn thất không tải, và PN là tổn hao có tải của máy biến áp Việc tính toán tổn thất điện năng là rất quan trọng để đánh giá hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.
Tổn thất điện năng trong trạm có 2 máy làm việc song song :
Trong đó : t = 8760 (h) – là thời gian v n hành của 1 máy biến áp trong 1 năm τ = (0.124 + 10-4 * Tmax) 2 * 8760 (với Tmax = 3500h)
Vào năm 1986, công thức ΔP được sử dụng để tính toán tổn thất công suất của trạm, trong đó P biểu thị tổn thất công suất tổng thể ΔP cũng liên quan đến tổn thất không tải và có tải của máy biến áp, ký hiệu là PN Cuối cùng, A đại diện cho tổn thất điện năng trong hệ thống.
Trạm biến áp 1 có hai máy biến áp hoạt động song song với công suất định mức 1000 KVA Tổn thất công suất của trạm được tính toán như sau: P0 là 2.7 kW, trong khi PN là 19.5 kW, với giá trị Stt đạt 1712.27 kVA.
= 33.99 (kW) Tổn thất điện năng :
2 TBA T11 và T12 được dử dụng kèm với công trình khép kín
Trạm T10 được thiết kế theo kiểu trạm kín, với trạm biến áp đặt ở trung tâm phụ tải để tối ưu hóa bán kính cấp điện khoảng 300m, giảm thiểu tổn thất điện áp Cửa trạm hướng ra đường, và vị trí các máy biến áp được sắp xếp hợp lý, đảm bảo an toàn chống cháy nổ, đồng thời thuận tiện cho việc lắp đặt, sửa chữa và vận hành.
Trạm biến áp kiosk 4 ngăn bao gồm 2 ngăn để lắp đặt máy biến áp, 1 ngăn cho tủ trung thế 4 ngăn và 1 ngăn dành cho dãy tủ hạ thế Kích thước và chi tiết cụ thể có thể tham khảo trong bản vẽ kiến trúc.
Trạm biến áp T10 được xây dựng với tường bao quanh và mái bằng bê tông cốt thép, có nhiều cửa chớp xi măng để tăng cường thông gió và lưới thép chống chuột bên ngoài Bên trong trạm, các công tắc, ổ cắm và đèn chiếu sáng được bố trí hợp lý để phục vụ cho quá trình vận hành Khu vực đặt máy biến áp có thiết kế hố ga thu dầu, và trong buồng máy biến áp, tủ điện trung thế và tủ điện hạ thế được trang bị bình cứu hỏa để đảm bảo an toàn khi có sự cố cháy nổ Ngoài ra, buồng máy biến áp còn có thanh chắn cao 1,2m và cửa ra vào thuận tiện cho việc tiếp cận.
Phía cao áp: Đặt tủ trung thế 24kV-630A-20kA/s cách điện SF6 hoặc chân không bao gồm
- 02 ngăn tủ cầu dao phụ tải 24kV-630A-20kA/s-lắp cho đầu cáp đến và đi.
- 02 ngăn tủ máy cắt 24kV-200A-20kA/s bảo vệ cho 2 MBA
- Tủ trung thế có lắp thiết bị báo sự cố đầu cáp và thiết bị sấy tự động, có thiết bị chỉ thị áp lực khí
Tại ngăn cáp đến và đi sử dụng 2 đầu cáp T-Plug 24kV-630A-300m2
Tại 2 ngăn cáp sang 2 máy biến áp sử dụng 02 đầu cáp Elbow 24kV-200A- 50mm2 b Máy biến áp:
Thông số kỹ thuật chính của MBA: sử dụng MBA 3 pha 2 cuộn dây.
- Máy biến áp kiểu làm mát bằng dầu
- Số lượng máy biến áp : 2 máy
- Công suất định mức : 1000kVA/ 1 máy
- Tổn hao không tải (Po) : ≤ 1190 (W)
- Tổn hao ngắn mạch định mức (Pk) : ≤ 8400 (W)
- Dòng điện ngắn mạch ( kA/3s) : 25
- Điện áp ngắn mạch ( Uk.%) : 6%
- Tổ đấu dây : Dn /Yo-11
- Máy biến áp được sản xuất theo tiêu chuẩn : TCVN-1984-1994, IEC-76
- Các thông số máy biến áp tuân thủ theo quy định của Tổng Công ty Điện lực
Chọn cáp trung áp
Đối với phụ tải điện tại khu đô thị, việc lựa chọn tiết diện dây dẫn cần dựa trên mật độ dòng kinh tế (Jkt) Đối với phụ tải điện sinh hoạt, Tmax thường dao động từ 3000 đến 5000 giờ, dẫn đến giá trị Jkt là 3,1 (A/mm²) Điều kiện phát nóng là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn cho dây dẫn và dây cáp, do đó, nó cần được xem xét là tiêu chí chính trong quá trình lựa chọn.
* Lựa chọn dây trung áp theo Jkt Đối với điện sinh hoạt Tmax = 3500h nên Jkt = 3.1 A/mm2
Vậy ta chọn Cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35mm 2 do hãng PURUKAW chế tạo:
(Nhật bản) chế tạo, với:
Icp= 170(A) (đi dưới đất) r0 = 0.668 (Ω/km) x0 = 0.13 (Ω/km)
* Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: ΔP : tổn thất công suất của trạmUbtcp = 5%Uđm = 5%*22 = 1,1 (kV) = 1100 (V). và với n là số dây đi song song.
Với độ dài cáp đi từ trục vào trạm là 1km
R = 0.334 X=0.065 ΔP : tổn thất công suất của trạmUmax= 30.2 (V)
Ta thấy: ΔP : tổn thất công suất của trạmUmaxbt = 30.2(V) ≤ ≤ ΔP : tổn thất công suất của trạmUbtcp = 1100 (V)
Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng:
=> Itt = 44.94 (A) Chọn Cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35mm 2 do hãng PURUKAW chế tạo:
(Nhật bản) chế tạo, với:
Icp= 170(A) (đi dưới đất) r0 = 0.668 (Ω/km) x0 = 0.13 (Ω/km)
Vậy cáp đã chọn thỏa mản:
Ptt Qtt Stt Pyc Qyc Syc Itt Fkt Dây cáp
CápCU/XLPE/TA /PVC 3x35mm 2 do hãng PURUKAW chế tạo
Ptt Qtt Stt Pyc Qyc Syc Itt Fkt Dây cáp
CápCU/XLPE/TA /PVC 3x35mm 2 do hãng PURUKAW chế tạo T
CápCU/XLPE/TA /PVC3x35mm 2 do hãngPURUKAW chế tạo
Tổn thất công suất và điện năng trên đường dây
+Tổn thất công suất trên các đường dây
ΔP : tổn thất công suất của trạmPd = 3.42 (kW)
+ Tổn thất điện năng dây dẫn
ΔP : tổn thất công suất của trạmAd = 6729.65 (KWh) Tương tự tính được tổn thất công suất và điện năng trên đường dây cho các khu còn lại ta có:
Tổn thất công suất Tỏn thất điện năng
4.Lựa chọn thiết bị bảo vệ.
Lựa chọn máy cắt và máy cắt liên lạc
Điều kiện để chọn máy cắt :
• Điện áp định mức : U đmMC ≥ U đm mạng
• Dòng điện định mức : IđmMC ≥ Ilv max
• Dòng điện cắt định mức : iđmC ≥ iN
• Công suất định mức cắt : Sđm MC ≥ SN
• Dòng điện ổn định động : idđ MC ≥ ixk
• Dòng ổn định nhiệt trong thời gian ổn định nhiệt :
Ta có dòng điện định mức chạy trong dây trung áp là :
Máy cắt không khí 3 pha (ACB) của hãng Siemens, Đức, có các thông số kỹ thuật quan trọng như: điện áp định mức U đm (kV), dòng điện định mức I đm (A), dòng ngắn mạch định mức I đmC (kA) và dòng ngắn mạch tối đa I Nmax (kA).
Kiểm tra máy cắt đã chọn :
Điện áp định mức : U đmMC ≥ U đm mạng
Dòng điện định mức : IđmMC ≥ Ilv max
Dòng điện cắt định mức : IđmC ≥iN
Dòng điện ổn định động : idđ MC ≥ ixk Điều kiện ổn định nhiệt không cần kiểm tra vì trong máy cắt đã có
4.2 Lựa chọn cầu dao phụ tải
Nhiệm vụ : cách ly đường dây trung áp và trạm biến áp phục vụ cho việc kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị trong trạm phía sau
Cầu dao phụ tải và dao cách ly đều có chức năng đóng cắt mạch điện, nhưng cầu dao phụ tải được trang bị bộ phận dập hồ quang, cho phép hoạt động hiệu quả cả khi có tải và không tải Trong khi đó, dao cách ly chỉ có thể đóng cắt khi không có tải hoặc khi tải rất nhỏ, do không có bộ phận dập hồ quang.
Nguyên lý dập hồ quang sử dụng cầu dao phụ tải dập hồ quang bằng dao cắt phụ cao tốc trong buồng dập hồ quang hở Khi đóng mạch điện, dao cắt phụ sẽ đóng trước, sau đó mới đến dao chính Ngược lại, khi ngắt mạch điện, dao chính sẽ tách ra trước khi dao phụ vẫn đóng, giúp ngăn ngừa hồ quang Khi dao chính tách đến một thời điểm nhất định, lò xo nối với dao phụ sẽ kéo tách dao phụ ra nhanh chóng, làm giảm thời gian cháy của hồ quang Buồng dập hồ quang cũng hỗ trợ trong việc dập tắt hồ quang một cách nhanh chóng.
Ta chọn cầu dao phụ tải cho trạm có công suất lớn nhất là 2000kVA và dùng cho các trạm còn lại.
Chọn cầu dao phụ tải cho trạm T10 2000kVA :
IN = I∞ = I” (kA) Điều kiện lựa chọn cầu dao phụ tải :
+Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl(kV)
+ Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A)
+ Dòng điện cắt định mức : IdmC ≥ I’’ (kA)
Tra sổ tay cung cấp điện ta chọn được cầu dao của SIEMENS có thông số sau : loại cầu dao phụ tải U đmCD (kV) I đmCD (A) I NmaxCD (kA)
Kiểm tra cầu dao đã chọn:
+Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl"(kV)
+ Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A)
+ Dòng điện cắt định mức : IdmC ≥ I” (kA)
Vậy cầu dao đã chọn thỏa mãn.
4.3 Lựa chọn cầu chì trung áp :
Nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho biến áp và cáp tổng thường dung là cầu chì ống cát thạch anh. Điều kiện lựa chọn cầu chì:
+ Điện áp định mức : Udm.CC ≥ Udml (kV)
+ Dòng điện định mức: Idm.CC ≥ Idml (kA)
+ Dòng điện cắt định mức : Idm C ≥ I ” (kA)
+ Công suất cắt đinh mức : Sdm.C≥ S ” (MVA)
Ta chọn cầu chì cho trạm T10 có công suất là 2000 KVA
Chọn cầu chì cho trạm 2000 KVA:
Ixk (kA) Tra sổ tay kỹ thuật chọn cầu chì do hãng SIEMENS chế tạo có các thông số sau: Kiểm tra cầu chì đã chọn:
+ Điện áp định mức : Udm.CC (kV) ≥Udml = 22(kV)
+ Dòng điện định mức : Idm.CC (A) ≥ Idml (A)
+ Dòng điện cắt định mức ' : I dm C 3 (kA đ ) ≥ I ” (kA)
Ta thấy S dm.C ≥ S ” Kết luận: Cầu chì đã chọn thỏa mãn. loại cầu chì U dmcc (KV) I dmcc (A) I Ncc (KA)
U dmcc (KV) I dmcc (A) I Ncc (KA)
Ngắn mạch là hiện tượng xảy ra khi mạch điện bị chập tại một điểm nào đó, dẫn đến việc tổng trở giảm và dòng điện trong mạch tăng đột ngột Sự gia tăng dòng điện quá mức có thể gây ra hai hậu quả nghiêm trọng.
-Làm xuất hiện lực điện động rất lớn, có khả năng phá hủy kết cấu của các thiết bị điện, tiếp tục gây chạm chập cháy nổ.
-Làm tăng nhiệt độ lên cao phá hủy các đặc tính cách điện, từ đó cũng gây ra cháy nổ cho các thiết bị điện.
Tính toán ngắn mạch là yếu tố thiết yếu trong thiết kế cung cấp điện, giúp lựa chọn thiết bị điện phù hợp, thiết kế hệ thống bảo vệ Rơle và xác định phương thức vận hành mạng điện Các số liệu về tình trạng ngắn mạch đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả và an toàn cho hệ thống điện.
Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện:
-Ngắn mạch 1 pha chạm đất.
Trong đó ngắn mạch 3 pha là nghiêm trọng nhất Vì vậy người ta thường căn cứ vào dòng điện ngắn mạch 3 pha để lựa chọn thiết bị điện.
5.2 Tính toán ngắn mạch phía trung áp.
Dòng ngắn mạch sẽ tăng lên khi gần nguồn, vì vậy để tính toán hiện tượng ngắn mạch, chúng ta chỉ cần xem xét các điểm gần nguồn có khả năng xảy ra ngắn mạch nhất.
Tại thanh cái trung áp của trạm biến áp 8, đây là vị trí gần nguồn nhất và có xác suất xảy ra ngắn mạch cao nhất Điện kháng của hệ thống có thể được tính toán theo công thức cụ thể.
Trong đó UCdm - Công suất máy cắt đầu nguồn.
Với việc chọn máy cắt đầu nguồn là loại 8DC11 do SIEMENS chế tạo, ta có :
Từ trạm biến áp trung áp đến trạm chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35(mm2) do hãng PURUKAWAthông số của cáp là:
Icp = 170 (A) Điện trở và điện kháng của cáp là:
Đặt vấn đề
Ngắn mạch là hiện tượng xảy ra khi mạch điện bị chập tại một điểm nào đó, dẫn đến tổng trở giảm và dòng điện tăng đột ngột Sự gia tăng dòng điện quá mức có thể gây ra hai hậu quả nghiêm trọng.
-Làm xuất hiện lực điện động rất lớn, có khả năng phá hủy kết cấu của các thiết bị điện, tiếp tục gây chạm chập cháy nổ.
-Làm tăng nhiệt độ lên cao phá hủy các đặc tính cách điện, từ đó cũng gây ra cháy nổ cho các thiết bị điện.
Các số liệu về tình trạng ngắn mạch đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị điện, thiết kế hệ thống bảo vệ Rơle và xác định phương thức vận hành mạng điện Do đó, tính toán ngắn mạch là một yếu tố thiết yếu trong thiết kế cung cấp điện.
Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện:
-Ngắn mạch 1 pha chạm đất.
Trong đó ngắn mạch 3 pha là nghiêm trọng nhất Vì vậy người ta thường căn cứ vào dòng điện ngắn mạch 3 pha để lựa chọn thiết bị điện.
Tính toán ngắn mạch phía trung áp
Dòng ngắn mạch tăng lên khi gần nguồn, vì vậy để tính toán ngắn mạch, cần tập trung vào những điểm có khả năng xảy ra ngắn mạch gần nguồn nhất.
Tại trạm biến áp 8, thanh cái trung áp là vị trí gần nguồn nhất, nơi có xác suất xảy ra ngắn mạch cao nhất Điện kháng của hệ thống được xác định thông qua một công thức cụ thể.
Trong đó UCdm - Công suất máy cắt đầu nguồn.
Với việc chọn máy cắt đầu nguồn là loại 8DC11 do SIEMENS chế tạo, ta có :
Từ trạm biến áp trung áp đến trạm chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35(mm2) do hãng PURUKAWAthông số của cáp là:
Icp = 170 (A) Điện trở và điện kháng của cáp là:
RC = r0 * 0,l = 0.13 * 0.1 = 0.013 (Ω) Điện kháng và điện trở khi xảy ra ngắn mạch:
Dòng ngắn mạch siêu quá độ
Dòng ngắn mạch xung kích
Dòng ngắn mạch và dong xung kích dùng để kiểm tra trạng thái ổn định nhiệt và ổn định động của thiết bị.
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN QUY HOẠCH HẠ TẦNG MẠNG HẠ ÁP 22/0,4KV
Đặt vấnđề
- Mạng trung áp là mạng có cấp điện áp lên đến 22 KV.
Việc chọn sơ đồ cung cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống và đời sống xã hội Một sơ đồ cấp điện hợp lý cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản để đảm bảo hiệu quả và tính bền vững cho khu vực.
+Đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện.
+Linh hoạt và đơn giản trong vận hành,bảo dưỡng,sửa chữa.
+Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
+Thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế.
+Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện.
Để nâng cao độ tin cậy trong cung cấp điện, lưới điện trung áp thường được thiết kế theo cấu trúc mạch vòng kín và vẫn hành hở Việc sử dụng đường dây đi ngầm không chỉ đảm bảo mỹ quan cho khu đô thị mà còn nâng cao tính an toàn của hệ thống điện.
- Để đáp ứng được các yêu cầu trên ta phải thực hiện thiết kế mạng cao áp cho khu đô thị theo các bước sau.
+Vạch các phương án cung cấp điện.
+Lựa chọn vị trí ,số lượng,dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại,tiết diện các đường dây cho các phương án.
+Tính toán kinh tế-kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý nhất.
+Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn.
2.Yêu cầu thiết kế mạng lưới trung áp cho khu đô thị.
2.1 Vị trí đặt trạm biến áp.
Trạm biến áp là loại trạm kín lắp đặt ngoài trời, thường được bố trí ở trung tâm các khu cây xanh, công trình công cộng, khu nhà liền kề và biệt thự, nhằm giảm thiểu tổn thất điện áp và tiết kiệm chi phí đầu tư đường dây Đối với các tòa nhà cao tầng và chung cư, trạm biến áp sẽ được lắp đặt bên trong tầng hầm, và loại trạm này sẽ được lựa chọn dựa trên thiết kế kỹ thuật cụ thể của từng công trình.
- Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:
+ An toàn và liên tục cấp điện.
+ Thao tác,vận hành,sửa chữa dễ dàng.
+ Phòng nổ,cháy,bụi bặm,khí ăn mòn.
+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành.
+Vị trí đặt trạm biến áp phải gần với vỉa hè đường đi để tiện cho việc cấp điện và di dây, cáp điện.
2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp:
Máy biến áp là thiết bị thiết yếu trong hệ thống cung cấp điện cho khu đô thị Việc lựa chọn máy biến áp cần phải đáp ứng các tiêu chí quan trọng để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong quá trình vận hành.
+ Đảm bảo liên lạc giữa nguồn và phụ tải.
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
+ Đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật.
- Các trạm biến áp sẽ cấp điện cho các phụ tải liền kề, gần nhau theo từng cụm hoặc khu vực nhất định.
Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải
2.3.Chọn máy biến áp,trạm biến áp.
- Lựa chọn máy biến áp: Với trạm 1 máy Sdm Stt
Với trạm 2 máy S dm = Stt / 1,4
Sdm : công suất định mức của máy biến áp nhà chế tạo cho.
Stt : công suất tính toán, nghĩa là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải.
1,4: hệ số quá tải Ứng với điều kiện sau: quá tải không quá 5 ngày mỗi đêm, mỗi ngày không quá tải 6 giờ.
2.4 Chọn cáp và dây dẫn.
Các tiêu chuẩn chọn cáp ngầm ngoài trời:
Khi lắp đặt cáp dưới đất, cần đặt cáp trong hào với lớp đất mịn bên dưới, không chứa sỏi, đá hay rác Để bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học, đặc biệt đối với cáp điện áp dưới 35kV, cần phủ một lớp gạch trên mặt nền dọc theo toàn bộ tuyến cáp.
- Khi các cáp đặt song song nhau thì khoảng cách theo chiều ngang giữa các cáp phải là:
+100mm :giữa các cáp điện áp 10kV trở xuống.
+300mm:giữa các cáp điện áp trong khoảng 10kV đến 35kV.
Hệ thống cáp ngầm XLPE 0,4kV sợi đơn được chôn trực tiếp trong đất với độ sâu 0,7m, có tiết diện dây trung tính bằng dây pha Mương đất cáp có kích thước sâu 0,7m và rộng 0,4m Cáp đi qua đường được bọc trong ống nhựa siêu bền HPE, với cấu trúc 3 pha (4 dây) trong một ống, và được tiếp địa bằng cọc thép mạ đồng đường kính 18mm Hệ thống đường dẫn điện cần phải độc lập về cơ và điện so với các hệ thống khác, đồng thời đảm bảo dễ dàng trong việc thay thế và sửa chữa khi cần thiết.
Chỗ nối đường hoặc rẽ nhánh dây dẫn, cáp điện cần phải đáp ứng tiêu chuẩn dẫn điện như một dây dẫn liên tục, đồng thời phải đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi lực bên ngoài.
Đường dẫn điện cần phải phù hợp với điều kiện môi trường, tính chất sử dụng, đặc điểm kiến trúc của công trình, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật an toàn và phòng cháy.
2.5 Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị mới
2.5.1 Chọn MBA TBA cho khu đô thị
Do độ dài của khu C Khu Đô Thị Kiến Hưng nên ta sẽ chọn 3 TBA tương đương với
3 phụ tải tính toán toàn đô thị
TBA T10 : dùng để cấp điện cho nhà liền kề và biệt thự , trường học , công viên , …
TBA T 11 : cấp điện cho trung tâm thương mại (HH3)
TBA T12 : cấp điện cho tòa nhà hỗn hợp ( HH4) Để thuận tiện trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa và vận hành trạm biến áp lắp
Lắp đặt 2 máy biến áp cùng công suất giúp đơn giản hóa vận hành và giảm chi phí đầu tư ban đầu, đặc biệt là khi lắp đặt thiết bị bảo vệ trung áp cho máy biến áp công suất lớn rất tốn kém Việc sử dụng 2 máy biến áp trong một trạm cũng đảm bảo cung cấp điện liên tục, tránh mất điện trên diện rộng trong trường hợp xảy ra sự cố hoặc khi cần bảo dưỡng định kỳ.
Lưới điện trung thế được thiết kế theo dạng mạch vòng kín và vận hành hở, với điện áp định mức 22KV và tần số 50Hz Cáp trung thế 22KV được lắp đặt trong các tuy nen kỹ thuật hoặc chạy ngầm trong rãnh cáp, được bảo vệ bởi ống thép chịu lực có đường kính từ D100 đến D150, kèm theo báo hiệu cáp 22KV Để đảm bảo an toàn, các công trình xây dựng khác cần phải duy trì khoảng cách tối thiểu với hào cáp.
Tất cả các trạm biến áp trong khu đô thị được tổ chức thành 6 mạch vòng, với hệ thống đường dây mạch vòng được xây dựng ngầm dưới đất để dẫn nguồn điện từ các trạm trung gian.
110/22KV Các trạm biến áp được cấp điện theo sơ đồ mạch vòng kín, vận hành hở.
Dựa trên bảng tính toán phụ tải của khu đô thị, chúng tôi đã đưa ra phương án lựa chọn trạm biến áp phù hợp, bao gồm vị trí đặt trạm và mặt bằng điện trung thế.
TBA Thông số kĩ thuật Kích thước (mm)
Sđm Tổn hao không tải W
Tổn hao ngắn mạch75 o C Điện áp ngắn mạch
Và chọn MBA các khu vực thuộc TBA T10 :
STT Tên phụ tải Stt ( kVA) Chọn MBA
STT Tên phụ tải Stt Chọn MBA
2.5.2 Tính toán tổn thất công suất,tổn thất điện năng của các trạm biến áp. a.Tính toán tổn thất công suất
Tổn thất công suất tác dụng của trạm biến áp có 2 máy biến áp làm việc song song được xác định :
Tổn thất công suất của trạm được ký hiệu là ΔP, trong đó P đại diện cho tổn thất công suất của trạm Các yếu tố quan trọng bao gồm tổn hao không tải và có tải của máy biến áp, ký hiệu là PN Để tính toán tổn thất điện năng, cần xem xét các yếu tố này một cách chi tiết.
Tổn thất điện năng trong trạm có 2 máy làm việc song song :
Trong đó : t = 8760 (h) – là thời gian v n hành của 1 máy biến áp trong 1 năm τ = (0.124 + 10-4 * Tmax) 2 * 8760 (với Tmax = 3500h)
Năm 1986.16(h) đề cập đến tổn thất công suất của trạm, trong đó ΔP biểu thị tổn thất công suất cụ thể P0 và PN lần lượt là tổn thất công suất không tải và có tải của máy biến áp A là đại diện cho tổn thất điện năng trong hệ thống.
Trạm biến áp 1 có 2 máy biến áp hoạt động song song với công suất định mức 1000 KVA Tổn thất công suất của trạm được xác định là P0 = 2.7 kW và PN = 19.5 kW Tổng công suất của trạm là Stt = 1712.27 kVA.
= 33.99 (kW) Tổn thất điện năng :
2 TBA T11 và T12 được dử dụng kèm với công trình khép kín
