ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN MỚI TÂN THÀNH

113 527 0
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN MỚI TÂN THÀNH

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN MỚI TÂN THÀNH (KIÊN GIANG) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN TH ỰC HIỆN Lê Vĩnh Trường Võ Văn Dũng (MSSV: 1010849) Ngành: Kỹ Thuật Điện - Khoá 27 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận văn được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy Lê Vĩnh Trường và các thầy thuộc Bộ môn Kỹ Thuật Điện, cho đến nay đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho huyện mới Tân Thành” đã hoàn thành. Em chân thành cám ơn các thầy đã hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài này. Một lần nữa xin chân thành cám ơn rất nhiều !. Sinh viên thực hiện Võ Văn Dũng LỜI MỞ ĐẦU Theo “Chương trình điện khí hoá nông thôn” của Nhà nước, phải đảm bảo cung cấp điện lưới cho 100% số xã ở khu trung tâm (ủy ban nhân dân, nhà văn hóa, trường phổ thông trung học, trạm xá) và 80% số hộ dân được sử dụng điện trong sinh hoạt. Điều đó đòi hỏi hệ thống điện phải được thiết kế hoàn hảo, đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, chất lượng và tin cậy cho các hộ dùng điện ở mức cao nhất. Để mạng điện có thể đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trên dĩ nhiên cần phải có một lượng vốn đầu tư không nhỏ. Vấn đề được đặt ra là làm thế nào để có được mạng điện chất lượng, tin cậy, nhưng cũng phải hợp với “túi tiền”, nghĩa là chất lượng phải cao và giá thành lại vừa phải. Các câu trả lời sẽ được tìm thấy trong cuốn luận văn tốt nghiệp “Thiết kế cung cấp điện cho huyện mới Tân Thành”. Luận văn được hình thành từ các kiến thức tôi đã học ở Trường Đại học Cần Thơ cùng với sự tận tình hướng dẫn, giúp đỡ của thầy Lê Vĩnh Trường và các thầy Bộ môn Kỹ Thuật Điện. Tuy nhiên luận văn cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo ở trường mà thôi. Khi làm luận văn, tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức từ nhiều tài liệu của những tác giả khác nhau có liên quan đến bài luận văn. Luận văn “Thiết kế cung cấp điện cho huyện mới Tân Thành” được trình bày một cách ngắn gọn và dễ hiểu với 6 chương, thâu tóm toàn bộ những nội dung cơ bản của chương trình học ở trường: Chương I. Cơ sở lý luận thiết kế cung cấp điện; Chương II. Tính toán phụ tải; Chương III. Thiết kế trạm biến áp; Chương IV. Tính toán tổn thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng; Chương V. Bù công suất phản kháng trên đường dây; Chương VI: Tính toán cột và cơ khí dây dẫn. Phần cuối cùng là Phụ lục và Tài liệu tham khảo. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các thầy Bộ môn Kỹ Thuật Điện và các bạn học cùng lớp. Xin chân thành cảm ơn !. Sinh viên thực hiện Võ Văn Dũng TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự Do - Hạnh Phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN O0O Cần thơ, ngày 13 tháng 9 năm 2005 PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Năm học: 2005 – 2006 1. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Lê Vĩnh Trường 2. Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho huyện mới Tân Thành 3. Địa điểm thực hiện: Bộ môn kỹ thuật điện - Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ 4. Sinh viên thực hiện: Võ Văn Dũng MSSV: 1010849 Lớp: Kỹ Thuật Điện – K 27 5. Mục đích của đề tài: Thiết kế trạm biến áp và mạng lưới phân phối cung cấp cho phụ tải điện của huyện Tân Thành 6. Các nội dung chính của đề tài: Chương I: Cơ sở lý luận thiết kế cung cấp điện Chương II: Tính toán phụ tải Chương III: Thiết kế trạm biến áp Chương IV: Tính toán tổn thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng Chương V: Bù công suất phản kháng trên đường dây Chương VI: Tính toán cột và cơ khí dây dẫn 7. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Giáo viên hướng dẫn và kinh phí 8. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 350.000 (đồng) Ý Kiến Của Cán Bộ Hướng Dẫn Sinh Viên Đăng Ký Lê Vĩnh Trường Võ Văn Dũng DUYỆT CỦA BỘ MÔN DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Phiếu đăng kí đề tài tốt nghiệp Phiếu nhận xét và đánh giá của giáo viên hướng dẫn Phiếu nhận xét và đánh giá của giáo viên phản biện Lời mở đầu Lời cảm ơn Chương I CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Trang 1 I. Giới thiệu 1 1.1 Lưới điện và lưới cung cấp điện 1 1.2 Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện 1 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện 1 1.2.2 Chất lượng điện 1 1.3 Mạng lưới điện hiện nay của huyện Tân Thành 1 II. Cơ sở lý luận thiết kế 2 2.1 Phương pháp tính toán phụ tải 2 2.1.1 Khái niệm chung 2 2.1.2 Các đại lượng và các hệ số tính toán thường gặp 2 2.1.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 5 2.2 Thiết kế trạm biến áp và phương án cung cấp điện 7 2.2.1 Trạm biến áp trung gian 7 2.2.2 Lựa chọn máy biến áp 7 2.2.3 Phương án cung cấp điện 7 2.2.4 Kết cấu xây dựng trạm biến áp 8 2.3 Tính toán tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng 9 2.3.1 Tính toán độ sụt áp và chọn lượng dây dẫn 9 2.3.2 Tổn thất công suất 11 2.3.3 Tổn thất điện năng 12 2.4 Tính toán ngắn mạch 12 2.4.1 Khái niệm về ngắn mạch 12 2.4.2 Xác định tổng trở cho từ phần tử trong hệ thống điện 13 2.4.3 Tính ngắn mạnh trong trạm biến áp 14 2.4.4 Tính ngắn mạch trên đường dây phân phối chính 14 2.5 Lựa chọn khí cụ điện 15 2.6 Thiết kế phần cơ đường dây truyền tải 20 2.6.1 Tải trọng cơ giới tác dụng lên dây dẫn 20 2.6.2 Sức căng và độ võng của dây phức hợp 21 2.6.3 Ứng suất và khoảng vượt giới hạn của dây dẫn 22 trong điều kiện khí hậu khác nhau 2.6.4 Phân vùng khí hậu 23 2.6.5 Chọn khoảng cột 24 2.6.6 Các loại cột 24 2.6.7 Chọn xà 25 2.6.8 Chọn sứ cách điện 25 2.7 Bù công suất phản kháng trong mạng điện phân phối 25 với phụ tải phân bố và tập trung 2.7.1 Giảm tổn thất nhờ lắp đặt tụ 26 2.7.2 Giảm tổn thất điện năng nhờ lắp các tụ điện 27 Chương II TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 29 2.1 Sơ đồ mạng phân phối 22 kV trước đây của Huyện với các phụ tải 29 2.2 Phụ tải cần mở rộng thêm 29 Chương III THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 31 3.1 Thiết kế trạm biến áp 31 3.1.1 Lựa chọn máy biến áp 31 3.1.2 Kết cấu xây dựng trạm 31 3.1.3 Phương án cung cấp điện 31 3.1.4 Tính toán ngắn mạch trong trạm biến áp 32 3.1.5 Chọn khí cụ điện cho trạm biến áp 33 3.2 Chọn máy biến áp tự dùng 41 3.2.1 Phụ tải tự dùng 41 3.2.2 Chọn máy biến áp tự dùng 41 3.2.3 Tính ngắn mạch máy biến áp cấp 0,4 kV 42 3.2.4 Chọn khí cụ điện cho máy biến áp tự dùng 42 Chương IV TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP, TỔN THẤT CÔNG SUẤT 44 VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 4.1 Tính tổn thất điện áp và chọn dây dẫn 44 4.1.1 Sơ đồ vị trí và công suất của huyện Tân Thành 44 4.1.2 Xác định tiết diện dây và chọn dây dẫn 44 4.2 Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp 48 4.3 Tính toán tổn thất công suất 48 4.4 Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp 51 4.5 Tính toán tổn thất điện năng và điện năng tiêu thụ hàng năm 51 4.5.1 Tổn thất điện năng 51 4.5.2 Điện năng tiêu thụ hàng năm của phát tuyến chính và các nhánh 52 4.5.3 Phần trăm tổn thất điện năng trên phát tuyến và các nhánh 52 4.6 Tính ngắn mạch 3 pha và lựa chọn các thiết bị bảo vệ của mạng phân phối 53 4.6.1 Tính toán ngắn mạch 53 4.6.1.1 Tính toán các phần tử trên đường dây 53 4.6.1.2 Tính toán ngắn mạch trên các đoạn đường dây 54 4.6.1.3 Lựa chọn các thiết bị bảo vệ cho mạng phân phối 56 Chương V BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY 61 5.1 Giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng nhờ lắp tụ bù 61 5.1.1 Phát tuyến chính bên lộ giao thông 61 5.1.2 Phát tuyến chính bên sông 71 5.2 Sơ đồ vị trí và sơ đồ nguyên lý khi lắp đặt tụ bù trên lưới phân phối 73 Chương VI TÍNH TOÁN CỘT VÀ CƠ KHÍ DÂY DẪN 74 6.1 Chọn cột, đà, sứ 74 6.1.1 Chọn cột và cách lắp các thiết bị trên cột 74 6.1.2 Chọn xà 78 6.1.3 Chọn sứ 78 6.2 Tính toán cơ khí dây dẫn 78 6.2.1 Tính toán ứng suất, độ võng, lực căng dây và 78 khoảng cách từ dây dẫn đến mặt đất 6.2.1.1 Phát tuyến chính bên lộ giao thông 78 6.2.1.2 Phát tuyến chính bên sông 81 6.2.1.3 Các nhánh rẽ 84 6.3 Tính toán các lực lên cột và chọn cột 87 6.3.1 Phát tuyến chính bên lộ giao thông 87 6.3.2 Phát tuyến chính bên sông 90 6.3.3 Các nhánh rẽ 92 6.4 Chọn dây néo 93 6.5 Thiết kế nối đất 93 Kết luận và kiến nghị 95 Phụ lục 96 Tài liệu tham khảo CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 1 CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN I. Giới thiệu 1.1 Lưới điện và lưới cung cấp điện Hệ thống điện bao gồm ba khâu: nguồn điện, truyền tải điện và tiêu thụ điện. - Nguồn điện là các nhà máy điện. - Tiêu thụ điện bao gồm tất cả các đối tượng sử dụng điện năng trong các lĩnh vực kinh tế và đời sống. - Để truyền tải điện từ nguồn phát đến các hộ tiêu thụ điện người ta sử dụng lưới điện. Lưới điện bao gồm đường dây tải điện và trạm biến áp, lưới điện nước ta có rất nhiều cấp điện áp: 6kV, 10kV, 22kV, 35kV, 110kV, 220kV. 1.2 Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện 1.2.1 Độ tin cậy cung cấp điện - Đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất của hộ dùng điện. Hộ loại 1: là những hộ quan trọng không thể mất điện, nếu xảy ra mất điện sẽ xảy ra hậu quả nghiêm trọng. Như sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, các đại sứ quán v.v Hộ loại 2: bao gồm các xí nghiệp, thương mại, dịch vụ v.v với những hộ này nếu mất điện sẽ bị thua thiệt về kinh tế. Hộ loại 3: là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần thiết. Đó là những hộ ánh sáng sinh hoạt đô thị và nông thôn. 1.2.2 Chất lượng điện Chất lượng điện được thể hiện ở hai chỉ tiêu: tần số (f) và điện áp (U). Một phương án cấp điện tốt là phương án đảm bảo trị số tần số và điện áp nằm trong giới hạn cho phép là. f = 50 (Hz) ÷ 60 (Hz) rU bt ≤ 5%Uđm và Usc ≤ 10%U đm 1.3 Mạng lưới điện hiện nay của huyện Tân Thành CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 2 Hiện nay, huyện Tân Thành vẫn do đường dây 22 kV của huyện Tân Hiệp cung cấp đến, với công suất và độ tin cậy không cao, chỉ mới đáp ứng đủ cho các phụ tải nằm trên đường giao thông của Huyện. Còn những hộ sống trong các kinh thì không có điện. Vì thế trong tương lai, Huyện sẽ có một mạng lưới với một trạm biến áp riêng do đường dây 35 kV từ Chung Sư đến. Mạng lưới bảo đảm về công suất và chất lượng điện năng cung cấp cho toàn Huyện, với độ an toàn và tin cậy cao. II. Cơ sở lý luận thiết kế 2.1 Phương pháp tính toán phụ tải 2.1.1 Khái niệm chung Phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện. Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn đến chọn thiết bị điện quá lớn làm tăng vốn đầu tư. Xác định phụ tải điện quá nhỏ dẫn đến chọn thiết bị điện quá nhỏ sẽ bị quá tải gây cháy nổ hư hại công trình, làm mất điện. Xác định chính xác phụ tải điện là việc làm khó, công trình điện thường phải được thiết kế, lắp đặt trước khi có đối tượng sử dụng điện. Phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán. Cần lưu ý phân biệt phụ tải tính toán và phụ tải thực tế khi các nhà máy đã đi vào hoạt động. Phụ tải tính toán là phụ tải gần đúng chỉ dùng để tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện còn phụ tải thực tế là phụ tải chính xác có thể xác định được bằng các đồng hồ đo được trong quá trình vận hành. Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện, cần căn cứ và lượng thông tin thu nhận được qua từng giai đoạn thiết kế để lựa chọn phương pháp thích hợp. Càng có nhiều thông tin về đối tượng sử dụng càng lựa chọn được phương pháp chính xác. 2.1.2 Các đại lượng và các hệ số tính toán thường gặp 1 - Công suất định mức ([5, tr15]) Công suất định mức thường được các nhà chế tạo ghi sẵn trên lý lịch hoặc nhãn hiệu máy. Đối với động cơ điện, công suất định mức là công suất trên trục động cơ. Đứng về mặt cung cấp điện, ta chỉ quan tâm đến công suất đầu vào của động cơ gọi là công suất đặt. Công suất đặt động cơ được tính như sau: dc dm d P P η = (1.1) Trong đó: P d - công suất đặt của động cơ (kW) P dm - công suất định mức của động cơ (kW) dc η - hiệu suất định mức của động cơ [...]... CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Ưu điểm: Đơn giãn, rõ ràng, mỗi phần tử thiết kế riêng cho mạch đó khi vận hành sửa chữa thì mạch này không ảnh hưởng mạch kia Khuyết điểm: Khi sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào, các phụ tải nối vào mạch đó cũng bị mất điện Thời gian ngừng cung cấp điện phụ thuộc vào thời gian sửa chữa máy cắt điện đó Ngắn mạch trên thanh góp đưa đến cắt điện toàn bộ các phần... LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN + P0 = (2 ÷ 5) (kW/hộ) dành cho khu đô thị Với: P0 = (2 ÷ 3) (kW/hộ) dành cho hộ có mức sống trung bình P0 = (4 ÷ 5) (kW/hộ) dành cho hộ có mức sống khá giả 4 - Xác định phụ tải theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích Ptt = P0*S (1.23) Trong đó: P0 - suất phụ tải trên 1 m2 diện tích (kW/m2); S - diện tích (m2) 2.2 Thiết kế trạm biến áp và phương án cung cấp điện 2.2.1... LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Hệ số cực đại là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình Hệ số cực đại phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả và hệ số sử dụng Tra bảng giá trị của Kmax theo số thiết bị hiệu quả nhq và Ksd nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là thiết bị giả tưởng có công suất bằng nhau, có cùng chế độ làm việc và gây ra một phụ tải tính toán đúng bằng phụ tải tính toán do nhóm thiết. .. (hay nhánh) = ∑ΔAđoạn - Điện năng là lượng công suất tác dụng sản xuất hoặc truyền tải hoặc tiêu thụ trong một khoảng thời gian Trong tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện thường lấy thời gian là 1 năm (8760 h) Vậy điện năng tiêu thụ trong một năm tính theo công thức sau: A∑phát tuyến (hay nhánh) = ∑Pphụ tải phát tuyến (hay nhánh).Tln (1.50) ΔAphát tuyến (hay nhánh)% = (ΔA∑phát tuyến (hay nhánh)/A∑phát... tuyến (hay nhánh))*100% (1.51) 2.4 Tính toán ngắn mạch 2.4.1 Khái niệm về ngắn mạch + Ngắn mạch là hiện tượng vì lý do nào đó mạch điện bị chạm lại ở 1 điểm nào đó làm cho tổng trở nhỏ đi và dòng điện trong mạch điện tăng lên đột ngột Việc tăng dòng điện lên quá lớn sẽ dẫn đến hai hậu quả nghiêm trọng SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 12 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN - Làm xuất hiện lực điện động... vệ 3 Trạm xây SVTH: VÕ VĂN DŨNG TRANG 8 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Trạm xây là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị điện cao, hạ áp và máy biến áp đều được đặt trong nhà mái bằng 2.3 Tính toán tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng 2.3.1 Tính toán độ sụt áp và chọn lượng dây dẫn ([5, tr187]) A Độ sụt điện áp trên đường dây phân phối ΔU% = PR + QX * 100% 1000 * U 2... TRANG 11 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN ΔPtt = S2 S *S S2 tt * r0*ltt ; ΔPpb = pb *r0*lpb ; ΔP’ = tt 2 pb * r0*ltt 2 2 U dm U dm U dm ΔPđoạn = ΔPtt + ΔPpb + ΔP’ (1.44) (1.45) 2.3.3 Tổn thất điện năng A Tổn thất điện năng trong một máy biến áp ([4, tr73]) Gồm tổn thất điện năng không phụ thuộc vào dòng điện phụ tải (ΔA1), và tổn thất điện năng phụ thuộc dòng điện phụ tải (ΔA2) ΔA1 = ΔP0*t... Với xí nghiệp công nghiệp tra sổ tay cung cấp điện - Với phụ tải là điện sinh hoạt của các hộ đô thị, Tmax = 4000 ÷ 4500 h - Với phụ tải là điện sinh hoạt của các hộ nông thôn, Tmax = 2500 ÷ 3000 h t - thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, giờ (h) Vậy tổn thất điện năng của trạm một máy là: ΔA = ΔA1 + ΔA2 B Tổn thất điện năng và điện năng tiêu thụ trên đường dây ([4, tr69]) - Tổn thất điện năng...CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Hiệu suất định mức của động cơ tương đối cao người ta thường cho phép bỏ qua hiệu suất trên nên: Pd = Pdm 2 - Phụ tải trung bình Ptb ([5, tr15]) Phụ tải trung bình là đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị điện cho ta cơ sở để đánh giá giới hạn dưới của phụ tải tính toán Trong thực tế công thức... Stt - công suất tính toán (kVA) 1,4 - hệ số quá tải Kqt Cần lưu ý rằng hệ số quá tải phụ thuộc vào thời gian quá tải Lấy Kqt = 1,4 là ứng với điều kiện thời gian như sau: quá tải không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ Nếu không thỏa mãn điều kiện trên phải tra đồ thị tìm Kqt trong sổ tay cung cấp điện hoặc không cho quá tải 2.2.3 Phương án cung cấp điện 1 - Sơ đồ một hệ thống thanh góp

Ngày đăng: 13/01/2015, 08:19

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan