Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN THIỆU HOÁ TỈNH THANH HOÁ bao gồm 2 phần chính: PHẦN 1: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN THIỆU HOÁ TỈNH THANH HOÁ PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN THIỆU HOÁ TỈNH THANH HOÁ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HUYỆN THIỆU HOÁ 1.1 Vị trí địa lý – đặc điểm tự nhiên – khí hậu .5 1.2 Tình hình kinh tế - Văn hoá - Xã hội 1.2.1 Kinh tế 1.2.2 Văn hoá – Xã hội 1.3 Kế hoạch phát triển Kinh tế-Văn hoá-Xã hội giai đoạn 2006-2010 1.3.1 Kinh tế 1.3.2 Văn hoá – Xã hội 1.4 Hiện trạng lưới điện huyện Thiệu Hoá .9 1.5 Đánh giá tình hình cung cấp điện huyện Thiệu Hóa 10 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA LƯỚI ĐIỆN THIẾT KẾ 12 2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 12 2.1.1 Đặt vấn đề .12 2.1.2 Xác định PTTT theo cơng suất trung bình hệ số cực đại 12 2.1.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình hệ số hình dáng đồ thị phụ tải .13 2.1.4 Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện đơn vị sản phẩm tổng số lượng sản phẩm sản xuất đơn vị thời gian định 13 2.1.5 Xác định PTTT theo suất phụ tải đơn vị diện tích .14 2.1.6 Xác định phụ tải đỉnh nhọn 14 2.1.7 Xác định PTTT theo công suất đặt hệ số cần dùng .14 2.1.8 Xác định PTTT dựa vào dân số khu vực cấp điện .14 2.2 Xác định phụ tải tính tốn 15 2.2.1 Tính tốn cho phụ tải nông nghiệp sinh hoạt nông thôn 15 2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho hộ quan hành chính, đơn vị nghiệp, quốc phịng an ninh địa bàn huyện 18 2.2.3 Khu vực sản xuất Công nghiệp 21 2.2.4 Tổng cơng suất tính tốn cho phụ tải tồn huyện Thiệu Hố 21 2.3 Tính tốn phụ tải dựa mức độ sử dụng tăng trưởng cho số năm sau thiết kế (đến năm 2015) 22 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC PHỤ TẢI ĐIỆN TRONG HUYỆN 25 3.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp trung gian 25 3.1.1 Phương án 26 3.1.2 Phương án 30 3.1.3 Phương án 33 3.2 Tính diện tích vịng trịn phụ tải cho hộ phụ tải 35 Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ by Giangdt PHỤ LỤC 3.3 Chọn cấp điện áp cho lưới điện truyền tải lưới điện phân phối 38 3.3.1 Phương án 39 3.3.2 Phương án 39 3.3.3 Phương án 39 CHƯƠNG 4: SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT .40 4.1 So sánh mặt kỹ thuật 40 4.1.1 Tính tốn lựa chọn tiết diện dây dẫn 40 4.1.2 Xác định tổn thất điện áp đường dây 54 4.2 So sánh phương án mặt kinh tế 69 4.2.1 Tính giá thành xây dựng đường dây 70 4.2.2 Tính tổn thất điện đường dây 73 4.2.3 Lựa chọn máy biến áp trung gian 85 4.2.4 Hàm chi phí tính tốn phương án 88 4.3 Kết luận chung .89 CHƯƠNG 5: THIỂT KẾ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 91 5.1 Sơ đồ đấu dây trạm biến áp trung gian (MBATG) 92 5.2 Tính tốn ngắn mạch 92 5.2.1 Tính tốn ngắn mạch trước MBATG .93 5.2.2 Tính tốn ngắn mạch sau MBATG 94 5.3 Lựa chọn thiết bị TBATG 97 5.3.1 Lựa chọn kiểm tra máy cắt điện 97 5.3.2 Lựa chọn kiểm tra dao cách ly 99 5.3.3 Lựa chọn chống sét van 100 5.3.4 Lựa chọn góp cao áp 35kV 100 5.3.5 Lựa chọn dẫn 10kV 101 5.3.6 Chọn sứ đỡ dẫn 103 5.3.7 Chọn sứ xuyên phía 10kV 104 5.3.8 Lựa chọn thiết bị đo lường 104 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN THIẾT KẾ 108 6.1 Hàm chi phí tính toán 108 6.2 Tổng chi phí vận hành hàng năm 110 6.3 Giá thành chuyên tải điện 110 6.4 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 110 6.5 Tổn thất điện mạng điện 110 6.6 Suất đầu tư cho đơn vị công suất 111 6.7 Bảng tổng hợp tiêu kinh tế - kỹ thuật 111 PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI 112 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI 112 7.1 Xác định phụ tải tính tốn 112 7.1.1 Nhu cầu phụ tải thực tế 112 7.1.2 Phụ tải tính tốn cho toàn khu vực 112 7.2 Chọn máy biến áp, sơ đồ đấu dây kiểu trạm 113 Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuõn Thanh Lp: K1-HT-H by Giangdt Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Hoá Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới ®iƯn trung ¸p hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ by Giangdt 7.2.1 Chọn máy biến áp 113 7.2.2 Chọn kiểu trạm biến áp 113 7.2.3 Sơ đồ đấu dây trạm 113 7.2.4 Thiết bị cao áp 114 7.2.5 Thiết bị hạ áp 115 7.3 Tính tốn ngắn mạch 117 7.3.1 Tính ngắn mạch điểm N1 118 7.3.2 Tính ngắn mạch điểm N2 119 7.3.3 Kiểm tra thiết bị chọn 120 7.3.4 Tính tốn nối đất cho TBA phân phối 123 TÀI LIỆU TRA CỨU 125 PHỤ LỤC .1 Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung ¸p huyÖn ThiÖu Ho¸ - Thanh Ho¸ Để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện ngày nhiều khơng ngừng đất nước điện cơng tác quy hoạch thiết kế mạng lưới điện vấn đề cần quan tâm ngành điện nói riêng nước nói chung Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng kiến thức học để thực cơng việc Tuy lý thuyết phần giúp cho sinh viên hiểu thực tế đồng thời có khái niệm công việc quy hoạch thiết kế mạng lưới điện bước tập duợt đêt có kinh nghiệm cho cơng việc sau nhằm đáp ứng đắn kinh tế kỹ thuật công việc thiết kế xây dựng mạng lưới điện mang lại hiệu cao kinh tế phát triển nước ta nói chung ngành điện nói riêng Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc yêu cầu kỹ thuật đồng thời giảm tối đa vốn đầu tư phạm vi cho phép vô quan trọng đối vơi kinh tế nước ta Tuy nhiên để đưa đồ án thiết kế thực tế cần nhiều cơng việc cần giải như: Kiểm tra, khảo sát chi tiết địa hình, kinh tế - xã hội để xây dựng phương án sát thực Đồng thời trình xây dựng phương án cấp điện chưa xét đến tính hiệu vốn đầu tư Nhờ bảo, góp ý thầy, cô giáo người quan tâm nên em hoàn thành đồ án Tuy nỗ lực nhiều thiếu kinh nghiệm thực tế kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đánh giá, bảo thầy cô giáo để em mở rộng, nâng cao kiến thức Qua em xin chân thành cảm ơn thầy, thầy cô giáo môn Hệ Thống Điện, đặc biệt thầy giáo Phan Đăng Khải tận tình giúp đỡ em thời gian vừa qua Em mong muốn tiếp tục nhận giúp đỡ thầy, giáo q trình cơng tác sau Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên thực Đỗ Xuân Thanh Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ by Giangdt LỜI MỞ ĐẦU Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ PHẦN 1: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN THIỆU HOÁ TỈNH THANH HOÁ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HUYỆN THIỆU HOÁ 1.1 Vị trí địa lý – đặc điểm tự nhiên khớ hu h yên định h hà trung h vÜnh léc h hËu léc ThiƯu Ngäc H.thä xu©n ThiƯu Thµnh ThiƯu Giang ThiƯu Long h thiƯu hãa ThiƯu Minh Thiệu Duy h hoàng hóa Thiệu Phú Vạn Hà Thiệu Nguyên Thiệu Lý Thiệu Khánh Thiệu Đô Thiệu Tân h thiệu sơn Thiệu Giao tp.Thanh hóa h đông sơn Huyn Thiệu Hoá nằm khu vực đồng tỉnh Thanh Hố, phía bắc tiếp giáp với huyện n Ðịnh, phía nam giáp huyện Ðơng Sơn, phía tây giáp với hai huyện Triệu Sơn Thọ Xn, phía đơng giáp huyện Hoằng Hoá thành phố Thanh Hoá Theo số liệu thống kê Uỷ ban nhân dân tỉnh Thanh Hoá, diện tích tự nhiên huyện Thiệu Hố 170,358 km2, có 10.565,7 đất nơng nghiệp với 10.289,08 đất canh tác hàng năm Dân số toàn huyện 175500 người với 29530 hộ, có 26429 hộ nơng nghiệp Ðồng Thiệu Hố có đủ loại đất phù sa cổ, phù sa bồi đắp, cát, sét Thêm vào đó, chế độ thuỷ văn địa bàn Thiệu Hoá phong phú với sông lớn nhỏ chảy qua: sông Mã, sông Chu, sông Cầu Chầy (Ngọc Chuỳ Giang), sông Dừa sông Mậu Khê Trong đó, sơng Mã sơng Chu sơng tạo nên vùng châu thổ bãi bồi ven sông rộng Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuõn Thanh Lp: K1-HT-H by Giangdt Thiệu Tâm Đồ ¸n tèt nghiƯp: ThiÕt kÕ líi ®iƯn trung ¸p hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ lớn, hình thành vùng sản xuất nơng nghiệp Vì thế, Thiệu Hố coi huyện nông, nằm vùng trọng điểm lúa xứ Thanh Ngồi ra, huyện cịn có 101,13 đất lâm nghiệp, 291,10 mặt nước nuôi trồng thuỷ sản, 1.543,17 đất thổ cư, 2.185,02 đất chưa sử dụng, 298,91 đất có khả làm lâm nghiệp Nguồn tài nguyên Thiệu Hoá chủ yếu vật liệu xây dựng (đá vôi, đá xây dựng, cát) Trữ lượng lớn đất sét - nguyên liệu để sản xuất gạch ngói - hứa hẹn nhiều tiềm cho phát triển kinh tế Thiệu Hố Khí hậu chịu ảnh hưởng vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Thời tiết hàng năm chia làm mùa rõ rệt: +) Mùa hè nóng ẩm hơn, từ tháng đến tháng 10 1.2 Tình hình kinh tế - Văn hoá - Xã hội 1.2.1 Kinh tế Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân hàng năm % Trong : Nơng nghiệp tăng 7,8 % Công nghiệp tăng 11,4 % Dịch vụ thương mại tăng 7,5 % Cơ cấu kinh tế nông nghiệp – công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, xây dựng – dịch vụ – thương mại 55 % - 17 % - 28 % Bình quân thu nhập đầu người đạt triệu đồng/năm 1.2.1.1 Nông nghiệp Tổng sản lượng lương thực năm 2005 đạt 129.000 tăng 33.000 so với năm 2000 Giá trị thu nhập bình quân canh tác đạt 29 triệu đồng Chương trình sinh hố cải tạo tầm vóc đàn bị triển khai có hiệu nhiều sở, bình qn đầu bị tăng 16 – 17 %/ năm.Đến đàn trâu 2.500 con, đàn bò 29.656 con, 6.789 bị lai sind, 72 bị lấy sữa So với năm 2000, lợn nái ngoại hướng nạc 450 con, chăn nuôi cá nước phát triển mạnh Giá trị nông nghiệp tăng hàng năm 7,8 %, năm 2005 giá trị sản xuất nông nghiệp đạt 55 % tổng thu nhập huyện Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ by Giangdt +) Mùa lạnh hanh khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng năm sau Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung ¸p huyÖn ThiÖu Ho¸ - Thanh Ho¸ 1.2.1.2 Tiểu thủ công nghiệp Tổng giá trị sản xuất tiểu thủ công nghiệp năm 2005 đạt 59,6 tỷ tăng năm 2000 16,2 % tỷ đồng, sản phẩm chủ yếu cốt nan, cót ép, chế biến lương thực thực phẩm, sản xuất khai thác vật liệu xây dựng Tỷ trọng tiểu thủ công nghiệp xây dựng chiếm 17 % GDP huyện 1.2.1.3 Dịch vụ – thương mại Hoạt động dịch vụ – thương mại phát triển ngày đa dạng, nhiều HTX dịch vụ nông nghiệp hoạt động có hiệu hơn, đến 100 % xã, thị trấn, quan đơn vị có máy điện thoại tồn huệyn có 4250 máy điện thoại, đạt bình quân 45 người /máy Tổng giá trị dịch vụ – thương mại 1.2.1.4 Xây dựng sở vật chất hạ tầng Toàn huyện đổ bê tông rải nhựa thêm 300 km đường nông thôn, xây dựng trậm tiêu úng Thiệu Duy với công suất 40.000m3/ ha, hoàn thành đắp đê với tổng khối lượng 500.000m3, đổ bê tông 10km mặt đê, xây dựng kiên cố hoá thêm 200 km kênh mượng nội đồng; xây dựng 45 trường học cao tầng, đến 100 % số xã có trường học cao tầng, nhiều xã có 2- trường, 100 % trạm y tế nâng cấp xây dựng mới; 182 nhà văn hố thơn xây dựng đưa vào sử dụng Tổng vốn đầu tư xây dựng hàng năm 105 tỷ đồng 1.2.1.5 Tài tín dụng Thu ngân sách hàng năm vượt tiêu tỉnh giao 10% trở lên, tổng thu năm sau cao năm trước, năm 2005 đạt 20 tỷ 165 triệu đồng, tăng 10 tỷ 865 triệu so với năm 2000 Chi ngân sách cấp nhìn chung luật, đảm bảo chi thường xuyên , chi đột xuất phục vụ kịp thời cho nhiệm vụ phát triển kinh tế – xã hội Tổng dư nợ chi nhánh Ngân hàng Nông nghiệp đến 137 tỷ, tăng 89,9 tỷ so với năm 2000, tổng dư nợ ngân hàng sách xã hội Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ by Giangdt năm 2005 đạt 210 tỷ chiếm 28 % GDP §å ¸n tèt nghiƯp: ThiÕt kÕ líi ®iƯn trung ¸p hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ 29,387 tỷ, có gần 11.000 lượt người vay để phát triển sản xuất, thực xố đói, giảm nghèo 1.2.2 Văn hố – Xã hội 1.2.2.1 Giáo dục - đào tạo Tỷ lệ giáo viên đạt chuẩn chuẩn, chất lượng giáo dục toàn diện cấp học ngành học ngày cao, tỷ lệ học sinh đậo vào trường Đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp năm sau cao năm trước ( năm 2000 19,2 % , năm 2005 20,1 %) Năm 2001, hoàn thành phổ cập giáo dục tiểu học độ tuổi, năm 2002, hoàn thành phổ cập THCS Phong trào xây dựng trường chuẩn quốc gia đẩy mạnh, đến có 26 1.2.2.2 Y tế – Dân số – gia đình trẻ em ` Hoạt động y tế dự phòng, cơng tác vệ sinh phịng dịch, vệ sinh an tồn thực phẩm trọng không để dịch bệnh xảy Công tác xây dựng xã chuẩn quốc gia y tế quan tâm đạo, đến có 13 xã cơng nhận đạt chuẩn quốc gia y tế Tỷ lệ tăng dân số đến 0,7 % 1.2.2.3 Văn hố - Thơng tin – thể dục thể thao Toàn dân khai trương xây dựng 114 làng, thơn văn hố, đưa tổng số thơn khai thác xây dựng văn hố tồn huyện lên 156 thôn 60 % số thôn huyện, vượt 10,2 % so với tiêu Đại hội Hàng năm có 70 % số gia đình đạt gia đình văn hoá Phong trào văn nghệ, thể dục thể thao phát triển rộng khắp quan trường học sở 1.2.2.4 Chính sách xã hội Các phong trào “ Đền ơn đáp nghĩa” , “ Uống nước nhớ nguồn”, Tương thân, tương tiếp tục trì Cơng tác xố đói giảm nghèo cấp uỷ Đảng quan tâm lãnh đạo, bình quân năm giảm % hộ nghèo Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ by Giangdt trường đạt chuẩn quốc gia trường cận chuẩn Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ 1.3 Kế hoạch phát triển Kinh tế-Văn hoá-Xã hội giai đoạn 2006-2010 1.3.1 Kinh tế Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân hàng năm 12 % trở lên Cơ cấu nông nghiệp – công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, xây dựng dịch vụ thương mại GDP năm 2010: 40 % - 28% -32% Thu nhập bình quân đầu người đến năm 2010 8.500.000 trở lên Thu ngân sách hàng năm tăng 10% trở lên so với kế hoạch tỉnh giao Sản lượng lương thực hàng năm đạt 115.000 trở lên Giá trị sản xuất canh tác 35 triệu đồng trở lên/ năm Tổng đầu tư xây dựng năm 750 tỷ đồng 1.3.2 Văn hoá – Xã hội 100 % trường tiểu học đạt chuẩn quốc gia giai đoạn I : 45 % xã thị trấn có trung tâm văn hố thể thao, 85 % trở lên xã, thị trấn đạt chuẩn quốc gia y tế Tỷ lệ tăng dân số hàng năm 0,65 % Hạ tỷ lệ trẻ em suy dinh dưỡng hàng năm từ 20 % Khơng cịn hộ đói, giảm hộ nghèo năm 3- %,80 % trở lên gia đình văn hố, 100 % thôn, quan trường học khai trương xây dựng văn hố, có thêm 15 đơn vị cơng nhận đơn vị văn hố cấp tỉnh, có 10-12 xã khai trương xây dựng xã văn hố, 2- xã đạt xã văn hoá cấp tỉnh 1.4 Hiện trạng lưới điện huyện Thiệu Hoá Lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá xây dựng từ năm 60 kỷ 20, với nguồn cung cấp điện từ ĐDK Núi – Thanh Hoá, kéo đến trung tâm huyện Đến 100% số xã cấp điện lưới quốc gia Lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá có cấp điện áp 35kV Phương thức kết dây nguồn dự phòng huyện đảm bảo công suất chất lượng điện áp cho lưới điện Thiệu Hoá Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ by Giangdt trường mầm non 50 % trường THCS, THPT đạt chuẩn quốc gia, 70 % Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung ¸p hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ Lưới điện trạm biến áp phân phối huyện xây dựng từ lâu chắp vá Nên dù 100% số xã có điện hiệu kinh tế việc thực quy phạm kỹ thuật nhiều bất cập Khi xây dựng, lưới điện Thiệu Hoá có mục đích chủ yếu phục vụ sản xuất nông nghiệp phần cho quan quản lý trung tâm huyện Sau này, phụ tải cấp điện cách phát triển thêm đường dây 35kV Do tăng trưởng nhanh phụ tải nên nhánh đường dây TBA phân phối không đáp ứng đủ, dẫn tới xuống cấp tải lưới điện Do vây, vận hành hàng năm ngành điện phải bỏ nguồn chi phí không nhỏ để cải tạo nâng cấp đường dây gây tốn chi phí quản lý vận hành không đáp ứng yêu cầu phụ tải khơng có trạm biến áp hạ áp riêng mà dùng chung với trạm biến áp xã bên cạnh Người có trách nhiệm xã cần chịu trách nhiệm tương ứng với đơn vị chức xã 1.5 Đánh giá tình hình cung cấp điện huyện Thiệu Hóa Theo số liệu thống kê đến ngày 31/12/2006 100% số hộ dân huyện cấp lưới điện quốc gia Về hộ tiêu thụ khác đáp ứng nhu cầu dùng điện Cụ thể thống kê sau: Mục đích sử dụng điện TBA công cộng Ánh sáng nông thôn TBA chuyên dùng Cộng ∑ MBA (cái) 52 18 76 ∑S (kVA) 1620 13000 5180 19800 Sản lượng điện năm 2005 khu vực Thiệu Hoá sau: - Tổng điện nhận: 38546392 kWh - Tổng điện thương phẩm: 36626109 kWh - Tỷ lệ tổn thất điện năng: 6,45% Về cấu điện năng: Điện dùng cho sinh hoạt phục vụ nông nghiệp chiếm tỷ trọng chủ yếu (đạt 76,7%), điện phục vụ cho công nghiệp Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 10 by Giangdt Trong q trình khảo sát có s xó nh v lõn cn xó khỏc Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Ho¸ - Thanh Ho¸ PHẦN 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHỤ TẢI Đề bài: Thiết kế trạm biến áp phụ tải cung câp điện cho 234 hộ dân thuộc Xóm 1, xã Thiệu Khánh, huyện Thanh Hóa Đường dây 0,4kV chia làm lộ trục, cấp điện cho số hộ tương ứng lộ 76 hộ 7.1 Xác định phụ tải tính tốn 7.1.1 Nhu cầu phụ tải thực tế Qua khảo sát khu vực trung bình có thiết bị dùng điện sau: + Mỗi hộ có phịng, diện tích 25 m2 (po = W/m2) cho chiếu sáng quạt + Mỗi bóng đèn cổng có cơng suất 100W by Giangdt + Nồi cơm điện công suất 500W + Tivi: 100W + Catset: 40W Tổng cộng: 100+40+500+100+25*9*3 = 1415W Hệ sô đồng thời: = 0,7 Do cơng suất tính tốn hộ là: Po = 1415*0,7 = 990,5 W ≈ 1kW 7.1.2 Phụ tải tính tốn cho tồn khu vực Cơng thức tính tốn chung: Ptt = k.Po.n Trong đó: Ptt : cơng suất tác dụng tính tốn phụ tải K: hệ số dự trữ có xét đến khả phát triển tương lai phụ tải N: số hộ dân cư Po: suất tính tốn hộ Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 112 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung ¸p hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ Do đó: Ptt = 1,1*1*234 = 257,4 kW Đây khu vực có đông dân cư với mật độ dân cư cao nên ta có: cosφ = 0,85 Vậy: Stt = 302,84 kW 7.2 Chọn máy biến áp, sơ đồ đấu dây kiểu trạm Điều kiện chọn: Stt ≤ SđmMBA Vậy ta chọn MBA TM-400-10/0,4kV công ty chế tạo MBA Đông Anh sản xuất với thông số sau: + Tổ đấu dây: Y/Yo – 12 + Phạm vi điều chỉnh điện áp: ± *2,5% + Sđm = 400kVA + Ucdđ = 10 kV + Uhdđ = 0,4 kV + ∆Po = 0,92 kW + ∆PN = 5,5 kW + R = 0,37 Ω + X = 10,6 Ω 7.2.2 Chọn kiểu trạm biến áp Lựa chọn trạm biến áp kiểu ngồi trời có xây tường rào bao quanh Kích thước MBA 6m*9m 7.2.3 Sơ đồ đấu dây trạm - Phía cao áp dùng cầu chì tự rơi - Dùng chống sét van phía 10kV: ZnO – 10kV - Dùng tủ phân phối cho trạm: 500 – 600 Gồm Aptomat tổng aptomat nhánh Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 113 by Giangdt 7.2.1 Chn mỏy bin ỏp Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Ho¸ 7.2.4 Thiết bị cao áp 7.2.4.1 Điều kiện chọn Điều kiện: UđmTB ≥ Uđmmạng IđmTB ≥ Iđmmạng Trong đó: UđmTB, Uđmmạng: điện áp định mức thiết bị mạng điện IđmTB, Iđmmạng: dòng điện định mức thiết bị mạng điện * Phía 20kV: I tt = = Stt 3.U dmh 302,84 = 17, 48 A 3.10 I tt = = by Giangdt * Phía 0,4kV: Stt 3.U dmh 302,84 = 437,11 A 3.0, 7.2.4.2 Chọn dây dẫn từ trạm xuống má tĩnh Cầu chì tự rơi Ta chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế Ftt = = I tt J kt 17, 48 = 15,89 mm 1,1 Chọn dây dẫn AC-70 (điều kiện vầng quang đảm bảo độ bền cơ) có dịng cho phép Icp = 265 A 7.2.4.3 Chọn chống sét van Chọn chống sét van không khe hở ZnO loại LG34/40-10kBV với thông số: Điện áp định mức Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh 11,2 kV Lp: K1-HT-H 114 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới ®iƯn trung ¸p hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ Điện áp làm việc liên tục Dòng điện sét định mức Điện trở cách điện Điện áp phóng điện tần số cơng nghiệp Dịng điện rị điện áp chiều Dòng điện rò điện áp xoay chiều Mức chịu sét cao Điện áp dư lớn với xung sét 10,4 kV 10 kA 2000 MΩ 25430 kV 20 μA 0,2 μA 130 kA 37 kV 7.2.4.4 Chọn cầu chì tự rơi Chọn loại CR-10/100 với thơng số: Uđm = 10kV Ulvmax = 11,5kV Iđm max = 100kA 7.2.4.5 Chọn dẫn từ má động Cầu chì tự rơi đến đầu cực MBA Ta dùng dẫn làm đồng để đảm bảo không bị ngắn mạch pha (do khoảng cách pha đầu cực MBA nhỏ ) Chọn đồng theo điều kiện Ftt = = I tt J kt 17, 48 = 9,71 mm 1,8 Theo ta chọn dẫn đồng loại MTφ-8 với thông số sau: + F = 50 mm2 + d = mm + Dòng điện cho phép Icp = 260 A 7.2.5 Thiết bị hạ áp 7.2.5.1 Điều kiện chọn UđmTB ≥ Uđmmạng IđmTB ≥ Itt Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lp: K1-HT-H 115 by Giangdt Sct = 200MVA Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Ho¸ - Thanh Ho¸ Trong đó: UđmTB, Uđmmạng: điện áp định mức thiết bị mạng điện IđmTB: dòng điện định mức thiết bị mạng điện Itt: dịng điện tính tốn lớn thiết bị 7.2.5.2 Chọn Aptomat tổng Chọn loại NS-600E có thơng số Uđm = 0,5kV Iđm = 600 A Icđm= 15kA 7.2.5.3 Chọn Aptomat nhánh Ta chọn nhánh với số hộ có cơng suất tính tốn by Giangdt cho nhánh là: Ptt = 257,4/3 = 85,8 kW Do dịng điện tính tốn I tt = = Stt 3.U dmh 85,8 = 145,7 A 3.0, 4.0,85 Vậy ta chọn chung loại Aptomat cho nhánh hạ áp loại NS-225E hãng MARLIN GERIN sản xuất với thông số sau Uđm = 0,6kV Iđm = 225 A Icđm= 7,5 kA 7.2.5.4 Chọn cáp từ MBA đến tủ phân phối (cáp tổng) Dịng điện tính tốn Itt = 437,11 A Ta chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC-3x185+1x120 Với thông số kỹ thuật sau Iđm = 521 A > Itt = 437,11 A Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuõn Thanh Lp: K1-HT-H 116 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Ho¸ Điện trở tính tốn : ro = 0,099 Ω 7.2.5.5 Chọn cáp từ sau tủ phân phối đến đường dây hạ áp (cáp nhánh) Ta có: I tt = = Stt 3.U dmh 85,8 = 145,7 A 3.0, 4.0,85 Do ta chọn cáp CU/XLPE/PVC hãng CADIVI sản xuất với thông số kỹ thuật sau Tiết diện: 3x35+1x25 có Icp = 158A Điện trở tính tốn: ro = 0,524 Ω Với Itt = 437,11 A Ta chọn làm đồng, tiết diện 40x4 có Icp = 625 A Thanh đặt lên sứ cách điện gắn vào khung tủ cách 80cm đặt theo phương nằm ngang 7.3 Tính tốn ngắn mạch Để kiểm tra phù hợp thiết bị ta chọn cần tiến hành tính tốn ngắn mạch điểm sau: + Điểm ngắn mạch phía sau cầu chì tự rơi trước MBA (N1) + Điểm ngắn mạch phía sau Aptomat tổng trước Aptomat nhánh (N2) Để tính tốn ngắn mạch đơn giản ta giả thiết: + Khơng tính đến bão hịa mạch từ + Khơng tính đến dịng từ hóa MBA + Khơng tính đến điện dung + Điểm ngắn mạch xa nguồn + Bỏ qua ảnh hưởng phụ tải + Bỏ qua điện trở độ ngắn mạch với lưới điện cao áp Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 117 by Giangdt 7.2.5.6 Chn cỏi t phõn phi Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Ho¸ 7.3.1 Tính ngắn mạch điểm N1 Sơ đồ thay XHT XD N1 Điện kháng hệ thống X HT = = U dm SC 102 =1 Ω 100 Trong đó: U: điện áp đường dây Điện kháng đường dây: Với đường dây AC-70 có chiều dài 1200 m điện kháng đơn vị xo = 0,341 Ω/km Xd = 1,2.0,341 = 0,41 Ω Điện kháng tổng: X∑ = 1+0,41 = 1,41 Ω Dòng điện ngắn mạch N1: I N1 = = U X Σ 10 = 4,1 kA 3.1, 41 Dịng điện xung kích ngắn mạch N1: i xk =k xk I N1 = 4,1 2.1,81 = 10,5 kA Giá trị hiệu dụng dòng điện xung kích I xk =i N1 1+2(k xk -1) = 4,1 1+2(1,8-1) = 6,64 kA Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 118 by Giangdt SC: Công suất ct ngn mch ca mỏy ct u ngun Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Ho¸ - Thanh Ho¸ 7.3.2 Tính ngắn mạch điểm N2 Vì điểm ngắn mạch N2 điểm hạ áp nên tính tốn cần phải ý đến điện trở phần tử Từ điểm ngắn mạch tới nguồn có phần tử sau: MBA, Aptomat tổng, Aptomat, cáp Tổng trở MBA: ZB = 3,7+j10,6 Ω Quy đổi phía hạ áp: ZB’ = 5,92+j16,1 Ω Cáp tổng 3x185 + 1x120 Có ro = 0,099 Ω nhỏ so với MBA nên ta bỏ qua Aptomat 600A có điện trở tiếp xúc r = 0,25 m Ω bỏ qua IN = = U X Σ 400 5,922 + 16,12 = 13,6 kA Từ kết tra đường cong tính tốn với trị số 16,1/5,92 = 2,72 ta có kxk = 1,23 Theo đó: i k =k xk I N2 = 1,32 2.13,6 = 25, kA Giá trị hiệu dụng dịng điện xung kích I xk2 =i N2 1+2(k xk -1) = 13,6 1+2(1,32-1) = 17, 42 kA Điểm ngắn mạch đầu nhánh hạ áp lấy từ dòng ngắn mạch tương tự điểm ngắn mạch N2 tổng trở phần tử Aptomat nhánh, cáp nhánh nhỏ so với máy biến áp Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 119 by Giangdt Vậy dũng in ngn mch ti N2: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Ho¸ 7.3.3 Kiểm tra thiết bị chọn 7.3.3.1 Kiểm tra dây dẫn từ dàn trạm xuống má tĩnh cầu chì tự rơi * Điều kiện phát nóng Icb ≤ k.Icp Trong đó: k: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mơi trường, với dây dẫn trần nhiệt độ tính tốn mơi trường 200c, ta cho nhiệt độ môi trường tuyệt đối 350c, với k = 0,88 Icb = 19,3 A < k.Icp = 0,88.265=233 A * Điều kiện ổn định nhiệt Fch ≥ Fnh (mm2) Trong đó: by Giangdt Fch: tiết diện chọn Fnh: tiết diện ổn định nhiệt Fnh = I ∞ tqd Với α: hệ số nhiệt độ vật liệu làm dây dẫn I∞: dòng ngắn mạch ổn định tqđ: thời gian dòng ngắn mạch quy đổi Fnh = I ∞ tqd = 4,1.11 0,5 = 31,89 mm < Fch = 70mm Vậy dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt điều kiện phát nóng 7.3.3.2 Kiểm tra cầu chì tự rơi Điều kiện kiểm tra: SC > SN Trong đó: SC: cơng suất cắt ngắn mạch cầu chì SN: công suất ngắn mạch Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lp: K1-HT-H 120 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Hoá S N = I N U dm = 4,1.10 = 70,93 MVA Ta thấy SC = 200MVA > SN = 70,93MVA Do cầu chì tự rơi vân đạt yêu cầu 7.3.3.3 Kiểm tra dây dẫn từ má cầu chì tự rơi xuống đầu cực MBA * Kiểm tra điều kiện phát nóng Điều kiện kiểm tra Icp ≤ k.Icp Với k: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Với dây dẫn trần nhiệt độ tính tốn mơi trường 200C , ta cho nhiệt độ thực tế môi trường 350C by Giangdt k =0,88 Itt = 19,3 A < k.Icp = 0,88.260 = 229 A Thỏa mãn điều kiện phát nóng * Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra Fch ≥ Fnh (mm2) Trong đó: Fch: tiết diện chọn Fnh: tiết diện ổn định nhiệt Fnh = I ∞ tqd Với α: hệ số nhiệt độ vật liệu làm dây dẫn I∞: dòng ngắn mạch ổn định tqđ: thời gian dòng ngắn mạch quy đổi Fnh = I ∞ tqd = 6.4,1 0,5 = 17, mm < Fch = 50mm Thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt * Kiểm tra điều kiện ổn định động Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuõn Thanh Lp: K1-HT-H 121 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Ho¸ Điều kiện kiểm tra бtt ≤ бcp Trong бtt : ứng suất tính tốn dẫn ngắn mạch (kG/cm2) бcp : ứng suất cho phép vật liệu làm dẫn бcp =1400 kG/cm2 Lực điện động: Ftt = 2,86.10−2 2.L i a xk Trong đó: ixk : dịng ngắn mạch xung kích N1 L: khoảng cách sứ cách điện pha (70cm) a: khoảng cách pha (15cm) by Giangdt Theo ta có: 2.L i a xk 2.70 = 2,86.10−2 .10,52 = 29, kG.cm 15 Ftt = 2,86.10−2 Mômen tác dụng lên dẫn Ftt L 10 29, 4.70 = = 205,8 kG.cm 10 M= Mômen chống uốn dẫn W = 4.402/600=10,66 cm3 Ứng suất tính tốn M W 205,8 = = 19,3 kG / cm 10,66 tt = Theo ta có: бtt ≤ бcp Vậy dẫn chọn phù hợp Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuõn Thanh Lp: K1-HT-H 122 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Ho¸ 7.3.3.4 Kiểm tra Aptomat tổng nhánh Loại: NS600E Uđm = 0,5kV > Uđmm = 0,4kV Iđm = 600 A > Itt = 482 A Icđm= 15kA > IN = 13,6 kA Loại: NS225E Uđm = 0,5kV > Uđmm = 0,4kV Iđm = 225 A > Itt = 17,48 A 7.3.4 Tính tốn nối đất cho TBA phân phối Nối đất cho trạm biến áp phân phối loại nối đất chống sét, an toàn nối đất làm việc Cho ρđ = 0,4.104 Ω/cm Ta nối đất TBA phân phối 400kVA-10/0,4kV kiểu có kích thước (6x9)m mạch vịng kín có kích thước (5x6)m bao quanh trạm, cọc dùng thép góc L 60x60x60 dài 2,5m chôn sâu 0,8m nối thép dẹt 40x4mm Ta có: Điện trở nối đất cọc là: R1C = = km 2l 4t + l ln + ln 2. l d 4t − l 0, 4.10−2.1, 2(250 + 80) 4.165 + (250 + 80) ln + ln 2. (250 + 80) 0,57 4.165 − (250 + 80) = 20,5 Ω Xác định số cọc cần đóng n= = R1C c Ryc 20,5 = 7,8 ≈ 0,65.4 Số cọc cọc Điện trở nối là: Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 123 by Giangdt Quy phạm quy định Rđ ≤ Ω Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp hun ThiƯu Ho¸ - Thanh Ho¸ km 2.l ln 2. l h.b Rt = 0, 4.10−2.1,6 2.2200 ln = 4,89 Ω 2. 2200 4.80 = Điện trở nối đất nối có xét đến hệ số sử dụng thanh: Rt Rt' = t 4,8 = 12 Ω 0, = Điện trở nối đất cần thiết toàn số cọc là: 4.Rt' Rt' − Ryc Rc = = 4.12 =6Ω 12 − n= = R1C c RC 20,5 = 5,3 0,65.6 Căn vào mặt trạm, ta chọn cọc dự định Khi điện trở nối đất tồn hệ thống nối đất là: Rht = = Rc Rt Rc t + n.Rt c 20,5.4,8 = 3,66 Ω < Ω 20,5.0, + 6.4,8.0,65 Theo đó: Rht = 3,66 Ω < Ryc = Ω Hệ thống nối đất TBA phân phối lựa chọn đảm bảo yêu cầu Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 124 by Giangdt Số cọc cần phải đóng thực tế l Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung ¸p huyÖn ThiÖu Ho¸ - Thanh Ho¸ TÀI LIỆU TRA CỨU Phan Đăng Khải, Nguyễn Văn Đạm Mạng hệ thống điện Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, 1992 Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện Nhà Xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 Trần Đình Long Quy hoạch phát triển lượng điện lực Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 Ngô Hồng Quang Thiết kế cấp điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 Giáo trình cung cấp điện Nhà xuất Giáo dục, 2002 Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2001 Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2001 Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 125 by Giangdt Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện t 0,4kV n 500kV Nh xut by Giangdt Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Ho¸ - Thanh Ho¸ Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuân Thanh Lớp: K1-HTĐ-HĐ 126 ... cung cấp điện từ ĐDK Núi – Thanh Hoá, kéo đến trung tâm huyện Đến 100% số xã cấp điện lưới quốc gia Lưới điện trung áp huyện Thiệu Hố có cấp điện áp 35kV Phương thức kết dây nguồn dự phịng huyện. .. tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Hoá by Giangdt 4.1.1.3 Phương án Ở phương án có cấp điện áp 35kV Đường trục từ TBA 100/35kV Núi trung tâm huyện thiết kế đường dây... rẽ đến xã thiết kế mạch Sơ đồ cung cấp điện phương án sau: Sinh viên thực hiện: Đỗ Xuõn Thanh Lp: K1-HT-H 49 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế lưới điện trung áp huyện Thiệu Hoá - Thanh Hoá Thiệu Ngọc