Đang tải... (xem toàn văn)
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU PHỐ MỚI
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ --------------- BÀI TẬP DÀI Bộ môn: Cung cấp điện ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU PHỐ MỚI Giáo viên hướng dẫn : Lê Minh Tiệp Học sinh thực hiện : Nguyễn Thị Thảo Hiền Lớp : Điện - Đ2TC Ngày ra đề : 20/04/2010 Ngày hoàn chỉnh : 20/05/2010 Phú Thọ, ngày 15 tháng 05 năm 2010 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, hiện nay điện năng đóng vai trò rất quan trọng. Điện năng được áp dụng rộng rãi trong các nghành kinh tế quốc dân, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng có nhiều ưu điểm hơn so với các nguồn năng lượng khác. Khi xây dựng các nhà máy, xí nghiệp, khu phố, đô thị. Trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các thiết bị, máy móc hoạt động và cả nhu cầu dùng điện làm việc và sinh hoạt của con người. Việc thiết kế trang cung cấp điện cho một khu phố mới là rất cần thiết và quan trọng, nhưng lại là một vấn đề tương đối mới mẻ đối với em. Do kiến thức của bản thân còn nhiều hạn chế, mặc dù rất cố gắng trong việc thiết kế nhưng lại không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo. 3 I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA KHU PHỐ MỚI. - Trong các khu phố có nhiều thiết bị sử dụng điện làm việc khác nhau để tính toán phụ tải, thì người ta không tính toán riêng cho từng thiết bị mà tính toán cho nhóm thiết bị hoặc hộ gia đình. - Các thiết bị điện trong khu phố có thể chia ra làm nhiều nhóm, mỗi nhóm có thể có n tùy theo người thiết kế. Nhưng thực tế người ta chon b.8 ≤ . - Nếu chọn n quá lớn sẽ khó khăn cho việc thiết bị đóng cắt. Bảo vệ cho tải việc đi dây sẽ trở nên chồng chéo hoặc khó khăn. - Việc chia nhóm phải đảm bảo các yêu càu sau: + Các thiết bị phải được bố trí gần nhau. + Đi dây thuận tiện không chồng chéo. + Do chọn phương pháp đi dây trong ống nên góc độ của ống phải 0 120 ≥ . - Theo yêu cầu và căn cứ vào sơ đồ đã cho ta thực hiện xác định phụ tải tính toán của khu dân cư. Chúng ta cần xác định công suất tác dụng chiếu sáng cho các khu riêng. Khu chung cư 1, khu chung cư 2, khu nhà mặt phố, trường tiểu học và vườn hoa. Các khu sử dụng đèn sợi đốt nên cos ϕ =1 ⇒ Q cstt =0. 1. Khu chung cư 7 tầng 1 Chọn công suất phụ tải trên một đơn vị m 2 là P 0 = 10(w/m 2 ) công suất chiếu sáng tính toán của một hộ gia đình: P cstt1hg1 = P 0 .S = 10.60.10 -3 = 0,6 (KW) ⇒ S hgđttcs1 = S hgđcstt1 = 0,6(KVA) Công suất chiếu sáng tính toán của tầng 1 P cstt1tầng = P hgđcstt1 .10 = 0,6.10 = 6 (KW) ⇒ P ttcs1tầng = P cstt1tầng = 12 (KVA) Công suất chiếu sáng tính toán của 7 tầng: P cstt4tầng = P cstt1tầng .7 = 6 . 7 = 42 (KW) ⇒ P cstt7tầng = P cstt7tầng = 42 (KVA) 2. Khu chung cư 5 tầng 2. Chọn công suất phụ tải trên một đơn vị m 2 là P o = 10(w/m 2 ) công suất chiếu sáng tính toán của một hộ gia đình: 4 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 [...]... 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 UđmAB ≥ Uđmlưới IđmAB ≥ Iđmlưới 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 Iđm = 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... Ftt = 9,25kG Kết luận: Như vậy sứ đỡ 0φ-35-375 đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định lực điện động III THIẾT KẾ MỘT TRẠM BIẾN ÁP Đối với khu phố mới và sơ đồ mặt bằng như đã cho ta nên chọn trạm biến áp treo Toàn bộ các thiết bị cao áp và máy biến áp đều được đặt trên cột Tủ hạ áp hoặc được đặt trên cột hoặc được đặt trong buồng phân phối xây dưới đất Trạm này có công suất nhỏ hơn 400KVA, cấp điện áp 10-22/0,4KV... 10-22/0,4KV nên thích hợp cho phố này Kết cấu của trạm: 1 Máy biến áp 5 Tủ phân phối hạ áp 2 Cầu chì tự rơi 6 Thanh đồng d,,8 3 Chống sét van 7 Dây dẫn 4 Sứ cách nhiệt 8 Thanh sắt 9 Ghế cách điện Tính toán tối ưu cho trạm biến áp: Chọn trạm biến áp một máy biến áp với S đmBA = 320KVA cung cấp cho toàn bộ khu phố HÌNH VẼ: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHI TIẾT TRẠM BIẾN ÁP 26 Để thuận tiện cho việc sử dụng ta quan... 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 (IN>Iđm) 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,... tính ngắn mạch cần phải khể tới điện trở của các phần tử trong mạch ngắn mạch như điện trở của máy biến áp, cuộn dòng điện của aptomat và điện trở tiếp xúc tại tiếp điểm *Tính điện trở, điện kháng của các phần tử (quy về hạ áp): - Điện kháng của hệ thống và đường dây cao áp quy về hạ áp: U thu X'httdd=Xht(N1) ( U )2 = 3,6 ( sd 0,4 23 3 )2 = 10 − Ω = 1 m Ω - Điện trở, điện kháng của máp biến áp 320... dây dẫn cho đèn K1, K2 ICP = 320 320 = 220.0,8 176 = 1,8 A Chọn dây đồng 2 x 2 mm2 28 80 Chọn dây cho quạt K1, K2 ICP ≥ Itt 220.0,8 = 0,45 A Chọn dây 2 x 1mm Chọn Áptômát bảo vệ ICP ≥ 1,25.15 =12,5 1,5 A 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khu - Cung cấp điện - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 2 Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạch Hoạt - hệ thống cung cấp điện của... lTG4 = 0,175 m Ω XTG = X0TG4 lTG4 = 0,785 m Ω - Điện kháng của aptomat A3130 + Điện trở, điện kháng của cuộn dây: Theo bảng 2 - 24 (TL2) có: rcd = 0,36 m Ω ; Xcd = 0,28 m Ω + Điện trở tiếp xúc của aptomat: rcd = 0,6 m Ω - Điện trở kháng của aptomat AM - 250 + Điện trở, điện kháng của cuộn dây: Theo bang 2 -42 (TL2) có: rcd = 0,1 m Ω ; Xcd = 0,09 m Ω + Điện trở tiếp xúc của aptomat: rcd = 0,04 m Ω *Tính... phần cao áp + Điểm N1 - trên thanh cái cao áp 10KV của đầu vào trạm biến áp khu phố 2 Ở phía hạ áp + Điểm N2: - trên thanh cái hạ áp 0,4 KV của đầu ra máy biến áp + Điểm N3: - Đầu vào tủ phân phối trung gian cho từng khu + Điểm N4: 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: SHT CL1 TG2 CL2 MC2 BA2 AM-2500 TG4 A3130 A3130 TPP TĐL N1 N2... một trạm biến áp một máy có: Sđm = 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 Ilvmax Icp ≥ (K K ) 1 2 Trong đó: 11 K1: 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 0C và nhiệt độ cho phép phát nóng lớn nhất của thanh cái... dòng, cần kiểm tra thêm độ nhạy và khả năng cắt dòng ngắn mạch Từ kết quả tính ngắn mạch đã tính ở trên, ta ,tiến hành kiểm tra các thiết bị điện đã chọn B1 Kiểm tra cáp tải điện tới khu phố Đối với cáp, do kết cấu chắc chắn nên ta không cần kiểm tra theo điều kiện ổn định lực điện động mà chỉ cần kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch Điều kiện kiểm tra: S ≥ S0dn = α I∞(N3) t gt1 Trong . NGHIỆP HÓA CHẤT KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ --------------- BÀI TẬP DÀI Bộ môn: Cung cấp điện ĐỀ TÀI:THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU PHỐ MỚI Giáo viên hướng dẫn. 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,