LỜI NÓI ĐẦU Cung cấp điện vấn đề quan trọng việc phát triển kinh tế nâng cao trình độ dân trí Hiện kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ Trong đó, công nghiệp khách hàng tiêu thụ điện lớn Nước ta trình hội nhập vào kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa, xây dựng công nghiệp đại làm tảng để phát triển kinh tế đất nước Việc sản xuất tiêu dùng điện ngày phát triển, có tác động qua lại tới nhiều vấn đề lớn xã hội phát triển kinh tế, dân số, chất lượng sống, trình độ công nghệ, mức độ công nghiệp hóa Nước ta trình hội nhập vào kinh tế toàn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa Trong thời kỳ công nghiệp hóa đại hóa đất nước điện thành phần sở hạ tầng thành phần xã hội điện phải luôn trước đón đầu phát triển ngành kinh tế xã hội để đáp ứng nhu cầu sử dụng mà phải tính trước đến tương lai Do đó, để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần phải có biện pháp nâng cấp sửa chữa nguồn điện cũ, xây dựng nguồn điện mới, cải tạo đường dây cấp điện Trước yêu cầu thực tiễn khách quan trên, đề tài kế hệ thống cung cấp điện Thôn tốt nghiệp “Thôn Thiết cho3 xã nông nghiệp có mặt sau: 1km Trường học Trạm xá Thôn ủy ban xã Thôn Trạm bơm 1,5km N N Thôn Thôn Trường học 1km Trạm xá Thôn ủy ban xã Thôn Trạm bơm 1,5km Thôn1 : 120 hộ dân, Thôn2: 360 hộ dân, Thôn3 : 200 hộ dân, Thôn4: 140 hộ dân Ủy ban xã: Gồm tầng tầng phòng diện tích 10x16m Trạm xá: Gồm tầng tầng phòng diện tích 10x16m Trường học: Công suất đặt 120KVA, Cos = 0,8 Trạm bơm: : Gồm tầng tầng phòng diện tích 10x16m, phòng máy bơm 12kw, Cos = 0,78 Thiết kế chiếu sáng động lực chi tiết cho Trạm bơm Thiết kê cung cấp điện cho xã Điện áp nguồn 10kv, Tmax = 4000h - CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHIẾU SÁNG 1.1Khái niệm Chiếu sáng Để thuận tiện cho việc tìm hiểu sâu kỹ thuật chiếu sáng, sau xin liệt kê vài khái niệm hay dùng chiếu sáng: Quang thông(Φ) Đại lượng thông lượng ánh sáng dùng kỹ thuật chiếu sáng đo đơn vị lumens(lm) Một lumen ánh sáng, không phụ thuộc vào bước sóng (màu), tương ứng với độ sáng mà mắt người cảm nhận Mắt người cảm nhận khác ánh sáng có bước sóng khác nhau, cảm nhận mạnh bước sóng 555 nm Cường độ sáng(I) Cường độ sáng I, đo đơn vị candela(cd) Đó thông lượng nguồn sáng phát đơn vị góc không gian (steradian) Candela đơn vị dùng việc đo thông số nguồn sáng tính sau: candela cường độ mà nguồn sáng phát lumen đẳng hướng góc đặc Một nguồn sáng candela phát lumen diện tích mét vuông khoảng cách mét kể từ tâm nguồn sáng Có thể thấy cường độ nguồn sáng giảm theo khoảng cách kể từ nguồn sáng 1cd = 1lm/ 1steradian Độ rọi(E) Độ rọi E(đơn vị lux) đại lượng đặc trưng cho thông lượng ánh sáng đơn vị diện tích Một diện tích mặt cầu 1m 2có nguồn sáng cường độ candela có độ rọi lux 1lux = 1lm/ 1m2 Độ chói(L) Độ chói L cường độ nguồn sáng phát ánh sáng khuếch tán mở rộng vật phản xạ ánh sáng Độ chói đại lượng đặc trưng cho mật độ phân bố cường độ sáng I bề mặt diện tích S theo phương cho trước 1nit = 1cd/ 1m2 Hệ số phản xạ(ρ) Hệ số phản xạ vật thể đại lượng đo tỷ số quang thông phản xạ(Φr) vật thể so với quang thông tới nó(Φ) ρ=Φr/Φ Hệ số hấp thụ(α) Hệ số hấp thụ vật thể đại lượng đo tỷ số quang thông hấp thụ (Φa) vật thể so với quang thông tới nó(Φ) α= Φa/ Φ Phân bố phổ Phân bố phổ trình diễn phổ xạ vùng nhìn thấy nêu lên mối tương quan công suất xạ phụ thuộc vào bước sóng Nhiệt độ màu Nhiệt độ màu(đo đơn vị Kenvin) màu ánh sáng mà nguồn sáng phát Nhiệt độ màu định nghĩa nhiệt độ tuyệt đối vật xạ đen có phổ xạ giống phổ xạ nguồn sáng Độ hoàn màu Độ hoàn màu biểu diễn số hoàn màu(CRI) có độ lớn từ đến 100, diễn tả độ hoàn màu vật chiếu sáng mắt người so với màu thực CRI cao khả hoàn màu lớn Hiệu suất đèn Hiệu suất đèn đại lượng đo hiệu suất nguồn sáng đơn vị lumen Oát (L/W), tham số xác định lượng ánh sáng phát tiêu thụ Oát (W) lượng điện Thời gian sống trung bình Thời gian sống trung bình thời gian mà 50% số lượng đèn sử dụng bị cháy (thường xác định phòng thí nghiệm) 1.2 Tổng quan loại bóng nguồn sáng Công nghệ chiếu sáng ngày thay đổi, nhà sản xuất liên tục đưa sản phẩm có tính hiệu chiếu sáng cao, công nghệ đại Những sản phẩm thay loại đèn cũ vừa tốn điện, hiệu suất thấp tuổi thọ không cao Với mục đích giúp người sử dụng chọn sử dụng loại đèn ứng dụng thực tế, xin giới thiệu số loại bóng đèn đặc trưng chúng 1.2.1 Bóng đèn Sợi đốt I.1.2.1.1 Bóng đèn Sợi đốt thông dụng Bóng đèn sợi đốt nói chung đèn có sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn, chúng có nhiều dạng bóng đèn khác (trong suốt, mờ, trắng đục, màu, v v.) Phần lớn loại trắng đục có công suất khoảng 15 đến 1000 watts có đui xoáy đui ngạnh Một số loại bóng đèn thuộc loại để trang trí có hình dạng nến hình chữ nhỏ Những loại bóng không hiệu quả, hiệu suất khoảng 11-19 lm/W Thông thường chúng có thời gian sống tương đối ngắn khoảng 1000 giờ, chúng có giá thành ban đầu thấp CRI=100, CT=2700K Với tiến thời đèn huỳnh quang thu gọn đèn sợi đốt pha halogen việc tiếp tục sử dụng đèn sợi đốt thông thường khó chấp nhận 1.2.1.2 Bóng đèn Sợi đốt có lớp phản xạ Bóng đèn Sợi đốt có lớp phản xạ loại bóng sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn có bóng đèn tráng mặt hay mặt lớp phản xạ để tăng cường tập trung ánh sáng theo hướng định Bóng đèn thường có hai loại: Loại bóng có dạng chụm có lớp phản xạ nhôm loại bóng phản xạ dạng nở xòe Cũng giống bóng sợi đốt khác loại bóng có thời gian sống ngắn, hiệu suất thấp Công suất bóng khoảng 40-300W 1.2.1.3 Bóng đèn sợi đốt Halogen Bóng đèn sợi đốt halogen thường có hai đầu dùng nguồn điện lưới không qua biến đổi điện Cũng thuộc loại bóng đèn sợi đốt nên chúng có hiệu suất thấp so với loại bóng khác Tuy nhiên nhờ có nguyên tử khí halogen nên so với bóng sợi đốt thông thường chúng có hiệu suất cao 20% đặc tính quang học ổn định với thời gian Ngoài bóng halogen loại với lớp tráng phản xạ tia hồng ngoại làm tăng hiệu suất chúng lên đến 25-30% so với bóng halogen thông thường Những đặc trưng loại bóng đèn là: • • • • Công suất 25-250 Watt (loại đầu), 60-2000Watt (loại hai đầu); CT=3000 Kelvin, CRI=100; Hiệu suất 11-17 lm/W (một đầu) 14-23 lm/W (hai đầu); Tuổi thọ khoảng 2000 (một đầu) 3000 (hai đầu); 1.2.2 Bóng đèn Huỳnh quang I.1.2.2.1 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 38mm(T12) Bóng đèn huỳnh quang T12 loại bóng huỳnh quang ống dài có đường kính lớn thiết kế Những bóng đèn loại lưu dùng tráng bột huỳnh quang halophosphate thông thường nạp khí argon Chúng bóng đèn huỳnh quang hiệu suất thấp khuyến cáo không nên lắp đặt nên thay bóng đèn huỳnh quang có đường kính 26 mm Đặc điểm bóng đèn huỳnh quang T12: • Công suất P = 20 - 140 Watt; • CT=3000 - 4100 K, CRI= 60 – 85; • Hiệu suất = 45 - 100 lm/W (phổ biến 70 lm/W dùng chấn lưu điện từ); • Tuổi thọ trung bình - 8000 1.2.2.2 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 26mm(T8) Đây loại bóng đèn huỳnh quang ống dài thông dụng Châu Âu Đường kính chúng 26 mm Bóng T8 nguồn sáng huỳnh quang hiệu suất cao Hơn nũa giá chúng thấp giá bóng T12 Bóng T8 phân làm ba loại tuỳ thuộc vào loại bột phosphor tráng lên mặt thành ống: - Bột huỳnh quang halophosphate: Bột sử dụng nhiều năm có nhược điểm để đạt số hoàn màu tốt lại phải hy sinh tiêu hiệu suất Chỉ số hoàn màu khoảng từ 50 đến 75 - Bột huỳnh quang ba màu (còn gọi triphosphors): loại bột vừa có số hoàn màu tốt vừa có hiệu suất cao nhiên đắt bột huỳnh quang thông thường Chỉ số màu nằm khoảng từ 80 đến 85 - Bột huỳnh quang đa màu: chúng có số hoàn màu cao hiệu suất thấp so với bột ba màu CRI chúng thường 90 Bóng đèn đường kính 26mm tráng bột huỳnh quang thông thường phát thông lượng ánh sáng tính đơn vị độ dài bóng đèn đường kính 38 mm chúng tiêu thụ lượng 8% Cùng loại bóng đèn tráng bột ba màu tiêu thụ lượng 8% phát 10% thông lượng có CRI cao Bóng đèn dùng bột huỳnh quang đa màu có CRI cao thường dùng triển lãm, bảo tàng, phòng trưng bày tranh v v ứng dụng khác đòi hỏi số hoàn màu cao Đặc trưng bóng đèn huỳnh quang T8: • • • • • • P = 10 - 58 Watt CT = 2700 - 6500 K; CRI = 50 – 98 Hiệu suất 100 lm/W (bột ba màu, chấn lưu điện tử) 97 lm/W (bột ba màu, chấn lưu điện từ) 77 lm/W (bột halophosphate, chấn lưu điện từ) Tuổi thọ trung bình 8000 1.2.2.3 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 16mm(T5) Xuất thị trường năm 1995 loại bóng đèn sản phẩm bóng đèn huỳnh quang ống dài đường kính có 16 mm Loại bóng nhỏ có hiệu suất tăng 7% so với T8 (hiệu suất 95 so với 89%của T8) Thêm vào T5 có lớp phản xạ tráng lớp bột huỳnh quang nên hiệu suất cao so với loại T8 có lớp phản xạ Bóng T5 yêu cầu ổ cắm, chấn lưu máng đèn riêng Do loại bóng đèn thường dùng để lắp đặt Đặc trưng bóng huỳnh quang T5: P =14 - 80 Watt CT =3000 - 6000 K; CRI= 85 Hiệu suất = 80 - 100 lm/W Tuổi thọ trung bình = 8000 1.1.2.4 Bóng đèn Huỳnh quang chân cắm Đây loại bóng huỳnh quang thu gọn có chân cắm vào chấn lưu điện tử Những đặc trưng chính: • • • • • P = - 55 Watt; CT = 2700 - 6000 Kelvin; CRI =85 – 98; Hiệu suất = 45 -87 lm/W (70 cho đèn tráng bột huỳnh quang màu); Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 1.1.2.5 Bóng đèn Huỳnh quang tích hợp chấn lưu (bóng đèn compact) Loại bóng đèn gắn liền với chấn lưu đui ngạnh xoáy để cắm thẳng vào ổ cắm bóng sợi đốt tiêu chuẩn Bóng đèn với chấn lưu liền thiết kế để thay đèn sợi đốt Giá chúng giảm nhiều thời gian gần khiến việc thay chúng ngày thuận lợi nhiên để lắp đặt đèn loại chấn lưu rời nói ưa chuộng Đặc trưng bản: • • • • P =3 - 23 Watt; CT = 2700 - 4000 K; CRI = 85; Hiệu suất = 30 - 65 lm/W; Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 giờ; 1.2.3 Bóng đèn Cao áp thuỷ ngân Không giống loại pha trộn, bóng đèn thủy ngân cao áp tiêu chuẩn điện cực khởi động Do chúng có hiệu suất thấp, CRI thấp ảnh hưởng không tốt lên môi trường chứa thủy ngân nên loại bóng đèn trở nên lỗi thời Đặc trưng loại bóng này: • • • • P = 50 – 1000 Watt; CT = 3800 – 4300K; CRI = 33 – 50; Hiệu suất = 32 – 60 lm/W; Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 đến 24000 1.2.4 Bóng đèn Natri áp suất thấp Đây bóng đèn phóng điện Áng sáng phát xạ natri LPS loại bóng đèn hiệu suất cao có giá trị đến 200 lm/W Bởi ánh sáng đèn màu vàng đơn sắc nên dùng chúng chỗ không cần đến phân biệt màu sắc Thông thường chúng dùng để chiếu sáng đường Đặc trưng bản: • P = 18 - 185 W; • Hiệu suất = 100 - 200 lm/W; • Tuổi thọ trung bình 12000 - 24000 Chương 2: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÃ Khái quát phân loại máy biến áp 2.1 Khái quát Trạm máy biến áp phần tử quan trọng hệ thống cung cấp điện Trạm biến áp dùng để biến đổi điện từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện với nhà máy phát điện làm thành hệ thống phát truyền tải điện thống Dung lượng nhà máy biến áp, vị trí, số lượng phương thức * Áp dụng cho toán: Gỉa thiết có hai phương án cung cấp điện Phương án 1: có τ = 4000 h, avh = 0,1; atc= 0,2; c =750 đ/kWh, K = 64368600 đ, ∆P = 9,68KW Phương án 2: có τ =4000 h avh = 0,1; atc= 0,2; c=750 đ/kWh, K = 55852200 đ, ∆P = 10,61KW Theo phương pháp thu hồi vốn đầu tư - Hàm chi phí tính toán hàng năm phương án : Z1 = (0,1+0,2) 64368600 + 750 9,68 4000 = 48350580 đ - Hàm chi phí tính toán hàng năm phương án : Z2 = (0,1+0,2) 55852200 + 750 10,61 4000 = 48585660 đ - Phí tổn vận hành hàng năm phương án là: Y∆A1 = c.∆A1 = c.∆P1.τ = 750.9,68.4000 = 29040000 ,đ - Phí tổn vận hành hàng năm phương án là: Y∆A2 = c.∆A2 = c.∆P2.τ = 750.10,61.4000 = 31830000 ,đ So sánh kinh tế phương án sau Phương án K, đ Y∆A, đ Z, đ PA1 64368600 29040000 48350580 PA2 55852200 31830000 48585660 Qua bảng ta xét tỷ số sau: T= ∆K K1 − K 64368600 − 55852200 = = = 3,052 ∆Y Y2 − Y1 31830000 − 29040000 Ta thấy T = 4,12 (năm ) < Ttc = (năm) (năm) Như phương án tối ưu la phương án có vốn đầu tư lớn phương án số Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 3.1 ĐẶT VẪN ĐỀ Mục đích việc bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cosφ Mặt khác hệ số công suất cosφ tiêu để đánh giá phụ tải dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không, đồng thời để điều chỉnh ổn định điện áp mạng cung cấp Như biết, phụ tải động lực tiêu thụ nhiều công suất phản kháng, công suất phản kháng dùng để từ hóa mạch từ, phận thiếu máy điện máy biến áp Việc chuyển tải lượng lớn công suất phản kháng đường dây gây nhiều tốn kém, phải tăng thiết bị đường dây thiết bị phân phối, làm tăng tổn thất điện tổn thất điện áp hệ thống điện làm giảm khả tải đường dây máy biến áp Trong tạo công suất phản kháng nơi tiêu thụ điện thiết bị bù máy bù đồng bộ, tụ điện tĩnh Vì việc bù công suất phản kháng cho thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng vô cần thiết Bên cạnh việc bù cosφ mang lại lợi ích:[3]  Giảm tổn thất công suất mạng điện: biết tổn thất công suất đường dây tính sau: ΔP= ΔP(P) + ΔP(Q) (3 – 1) Khi giảm Q truyền tải đường dây, ta giảm thành phần tổn thất công suất ΔP(Q) Q gây  Giảm tổn thất điện áp mạng điện: Tổn thất điện áp tính sau: ΔP = ΔU(P) + ΔU(Q) (3 – 2) Giảm lượng Q truyền tải đường dây, ta giảm thành phần ΔU(Q) Q gây - Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Khả truyền tải đường dây máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép chúng Ngoài việc nâng cao hệ số công suất cosφ đưa đến hiệu giảm chi phí kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả phát điện máy phát điện …Vì yêu cầu đặt phải nâng cao hệ số cosφ trạm biến áp theo tiêu chuẩn nhà nước quy định cosφ = 0,9 ÷ 0,95 Do thực tế sử dụng hệ số cosφ = 0,85 nên ta phải thiết kế nâng cao hệ số cosφ lên thành cosφ2 = 0,95 3.2 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ CẦN THIẾT Hệ số công suất trạm cosφ1 = 0,85→ tgφ1 = 0,62 Hệ số công suất trạm sau bù cosφ2 = 0,95→ tgφ2 = 0,32 Tổng công suất phản kháng cần bù thêm cho đối tượng để nâng cao hệ số công suất từ cosφ1 lên cosφ2 Qbù = Ptt (tgφ1 – tgφ2) (3 – 4) Trong đó: P: công suất tác dụng tính toán đối tượng tgφ1, tgφ2 : ứng với cosφ1, cosφ2 Vậy lượng công suất phản kháng cần bù thêm là: (theo – 4) Qbù = 1090,9206 (0,62 - 0,32) = 327,276 (kVAr) 3.3 CHỌN THIẾT BỊ BÙ Thiết bị bù phải chọn sở tính toán so sánh kỹ thuật Và có thiết bị bù sau:  Tụ điện: loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, sinh công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng Tụ điện có nhiều ưu điểm suất tổn thất công suất tác dụng bé, phần quay nên lắp ráp bảo quản dễ dàng Tụ điện chế tạo thành đơn vị nhỏ, nên tùy theo phát triển phụ tải trình sản xuất mà ghép dần tụ điện vào mạng, khiến hiệu suất sử dụng cao bỏ nhiều vốn đầu tư lúc Nhược điểm tụ điện nhạy cảm với biến đổi điện áp đặt lên cực tụ điện Tụ điện có cấu tạo chắn, dễ bị phá hỏng xảy ngắn mạch, điện áp tăng đến 110% U đm tụ điện dễ bị chọc thủng, không phép vận hành Khi đóng tụ điện vào mạng mạng có dòng điện xung, cắt tụ điện khỏi mạng, cực tụ điện máy bù đồng Tụ điện sản xuất để dùng cấp điện áp ÷ 15kV 0,4kV  Máy bù đồng bộ: động không đồng làm việc chế độ không tải Do phụ tải trục nên máy bù đồng chế tạo gọn nhẹ rẻ so với động đồng công suất Ở chế độ kích thích máy bù tiêu thụ công suất phản kháng mạng Vì công dụng bù công suất phản kháng máy bù thiết bị tốt để điều chỉnh điện áp Nó thường đặt điểm cần điều chỉnh điện áp hệ thống điện Nhược điểm máy bù có phần quay nên lắp ráp, bảo quản vận hành khó khăn Để cho kinh tế, máy bù thường chế tạo với công suất lớn, máy bù đồng thường dùng nơi cần bù tập trung với dung lượng lớn  Động không đồng roto dây quấn đồng hóa: cho dòng chiều vào roto động không đồng roto dây quấn, động làm việc động đồng với dòng điện vượt trước điện áp Do có khả sinh công suất phản kháng cung cấp cho mạng Nhược điểm loại động tổn thất công suất lớn, khả tải kém, thường động phép làm việc với 75% công suất định mức Với lý trên, động không đồng roto dây quấn đồng hóa coi loại thiết bị bù nhất, dùng sẵn thiết bị bù khác Ngoài thiết bị bù kể trên, dùng động không đồng làm việc chế độ kích từ dung nhiều máy phát điện làm việc chế độ bù để làm máy bù Ở xí nghiệp có nhiều tổ mát diezen – máy phát làm nguồn dự phòng, chưa dùng đến lấy làm máy bù đồng Theo kinh nghiệm thực tế, việc chuyển máy phát thành máy bù đồng không phiền phức lắm, biện pháp nhiều xí nghiệp ưa dùng Tuy nhiên đồ án này, sau tính toán chúng em định sử dụng tụ điện để bù Chọn dùng loại tụ điện bù 0,38kV Liên Xô chế tạo 2.5 Tính toán trang bị nối đất 2.5.1 Cách thực nối đất 2.5.1.1 Khái niệm Có hai loại nối đất tự nhiên nối đất nhân tạo • Nối đất tự nhiên Nối đất tự nhiên sử dụng ống dẫn nước hay ống làm kim loại khác (trừ ống dẫn nhiên liệu lỏng khí dễ cháy) đặt đất, kết cấu kim loại nhà cửa, công trình có nối đất, vỏ bọc kim loại cáp đặt đất làm trang bị nối đất Khi tính toán trang bị nối đất cần phải tận dụng vật nối đất tự nhiên có sẵn Điện trở nối đất tự nhiên vật nối đất tự nhiên xác định cách đo lường thực tế chỗ hay lấy theo tài liệu thực tế • Nối đất nhân tạo Nối đất nhân tạo thường thực cọc thép, ống thép, thép dẹt hình chữ nhật thép góc dài – m chôn sâu xuống đất cho đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5 – 0,7 m Nhờ giảm thay đổi điện trở nối đất theo thời tiết Các ống thép hay thép nối với cách hàn với thép nằm ngang đặt độ sâu 0,5 – 0,7 m Để chống ăn mòn, ống thép đặt đất phải có bề dầy không nhỏ 3,5 mm thép dẹt, thép góc không nhỏ mm Tiết diện nhỏ cho phép thép 48 mm Dây nối đất cần có tiết diện thoả mãn độ bền khí ổn định nhiệt, chịu dòng điện cho phép làm việc lâu dài Dây nối không bé 1/3 tiết diện dây dẫn pha, thường dùng thép có tiết diện 120 mm 2, nhôm 35 mm2 đồng 25 mm2 Điện trở nối đất trang bị nối đất không lớn trị số quy định quy phạm sau: - Đối với lưới điện áp 1000 V có dòng điện chạm đất lớn, tức mạng có điểm trung tính trực tiếp nối đất hay nối đất qua điện trở nhỏ (mạng điện 110 KV cao hơn): Khi xảy ngắn mạch, bảo vệ rơle tương ứng cắt phận hư hỏng thiết bị điện khỏi mạng điện.Sự xuất điện trang bị nối đất có tính chất tạm thời Xác suất xảy ngắn mạch chạm đất đồng thời với việc người tiếp xúc với vỏ thiết bị điện có mang điện áp nhỏ nên quy phạm không quy định điện áp lớn cho phép mà đòi hỏi thời gian năm điện trở trang bị nối đất phải thỏa mãn: Rđ 0,5 Ω Trong mạng có dòng chạm đất lớn bắt buộc phải có nối đất nhân tạo trường hợp không phụ thuộc vào nối đất tự nhiên, điện trở nối đất nhân tạo không lớn Ω - Đối với lưới điện áp 1000 V có dòng điện chạm đất bé: Với lưới có điện áp 1000 V, dòng điện chạm đất bé tức mạng điện có điểm trung tính không nối đất trực tiếp nối đất qua hộp dập hồ quang thường bảo vệ rơle không tác động cắt phận thiết bị điện có chạm đất pha Vì chạm đất pha kéo dài, điện áp UNtrên thiết bị chạm đất tồn lâu dài làm tăng xác suất người tiếp xúc với thiết bị có điện áp Uđ Vì quy phạm quy định điện trở trang bị nối đất thời điểm năm sau: Khi dùng trang bị nối đất chung cho điện áp 1000 V: Rđ Khi dùng riêng trang bị nối đất cho thiết bị có điện áp 1000 V: Rđ Trong đó: - 125 250 điện áp lớn cho phép trang bị nối đất - Id dòng điện tính toán chạm đất pha Trong hai trường hợp, điện trở nối đất không vượt 10Ω Đối với mạng điện có điện áp 1000 V, điện trở nối đất thời điểmtrong năm không vượt Ω (riêng với thiết bị nhỏ, công suất tổng máy phát điện máy biến áp không 100 KVA, cho phép 10 Ω) Nối đất lắp lại dây trung tính mạng 380/220 V phải có điện trở không 10 Ω Trường hợp có nhiều thiết bị phân phối có điện áp khác đặt khu đất nên thực nối đất chung Điện trở nối đất chung cần thoả mãn yêu cầu trang bị nối đất đòi hỏi điện trở nhỏ Đối với thiết bị điện có điện áp cao 1000 Vcó dòng điện trạm đất bé thiết bị điện có điện áp đến 100 V nên sử dụng nối đất tự nhiên có sẵn Nếu trị số điện trở nối đất tự nhiên nhỏ trị số tính toán đă nói không cần thực nối đất nhân tạo Đối với đường dây tải điện không cần nối đất cột bê tông cốt thép cột sắt tất đường dây tải điện 35 KV, đường dây – 20 KV cần nối đất khu vực có dân cư Cần nối đất cột bê tông cốt thép, cột sắt, cột gỗ tất loại đường dây cấp điện áp có đặt thiết bị bảo vệ chống sét hay dây chống sét Điện trở nối đất cho phép cột phụ thuộc vào điện trở suất đất 10 – 30 Ω Trên đường dây ba pha bốn dây điện áp 380/220 v có điểm trung tính trực tiếp nối đất, cột sắt, xà sắt cột bê tông cốt thép cần phải nối dây trung tính Trong mạng điện có điện áp 1000 V có điểm trung tính cách điện, cột sắt bê tông cốt thép cần có điện trở nối đất không 50 Ω Điện trở nối đất chủ yếu xác định điện trở suất đất, hình dạng kích thước điện cực độ chôn sâu đất.Điện trở suất đất phụ thuộc thành phần, mật độ, độ ẩm nhiệt độ đất xác định xác đo lường Các trị số gần điện trở suất đất (khi độ ẩm 10 – 20 % trọng lượng) tính Ω.cm sau: Loại đất Điện trở suất (Ω.cm) Cát 7.104 Cát lẫn đất 3.104 Đất sét, đất sét lẫn sỏi (độ dày lớp đát sét từ – m) 1.104 Đất vườn, đất ruộng 0,4 104 Đất bùn 0,2 104 Điện trở suất đất cố định năm mà thay đổi ảnh hưởng độ ẩm nhiệt độ đất, điện trở trang bị nối đất thay đổi Vì tính toán nối đất phải dùng điện trở tính toán trị số lớn năm Ρtt = KMax.e Trong đó, Kmax hệ số tăng cao, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu nơi xây dựng trang bị nối đất (còn gọi hệ số mùa) Đối với ống thép góc dài – m, đầu cách mặt đất 0,5 – 0,8 m Kmax= 1,2 – 2, với thép dẹt đặt nằm ngang cách mặt đất 0,8 m Kmax= 1,5 – 2.5.2 Lý thuyết 2.5.2.1 Các bước tính toán với nối đất nhân tạo - Xác định điện trở nối đất theo quy định quy trình quy phạm nối đất - Xác định điện trở nối đất cọc: Rlc = ρ.kmax + lg)(Ω)(*) Trong đó: ρ -điện trở suất đất (Ω/cm) kmax= 1,5- hệ số mùa d - đường kính cọc (m) t - độ chôn sâu cọc, tính từ mặt đất tới điểm cọc (cm) Đối với thép góc có bề rộng cạnh b, đường kính đẳng trị tính d = 0,95 b Thông thường người ta dùng thép góc L 60 x 60 x dài 2,5 cm để làm cọc thẳng đứng thiết bị nối đất Với tham số cọc trên, công thức (*) tính gần sau: R1c = 0,00298.ρ Nếu số liệu cho mùa phải nhân thêm hệ số kmax để tìm giá trị lớn theo bảng sau: Điện trở suất đất (ρd) Đất Cát Cát pha Đất đen Đất sét, đất sét pha sỏi Độ dày lớp đất sét (1 – m) Đất vườn, ruộng Đất bùn Điện trở suất (Ω.cm) 104 104 104 104 104 0,4 104 0,2 104 Hệ số điều chỉnh điện trở suất đất kmax Cực nối đất K1(đất ẩm) K2(đất trung bình) K3(đất khô) Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,5 m 6,5 5,0 4,5 Thanh dẹt chôn nằm ngang cách mặt đất 0,8 m 3,0 2,0 1,6 Cọc thép, ống thép,cọc thép góc đóng sâu 2,0 cách mặt đất - Xác định sơ số cọc 1,5 1,4 Số cọc thường định theo kinh nghiệm, đồng thời xác định sơ theo công thức sau: Trong đó: R1c - điện trở nối đất cọc Rd- điện trở thiết bị nối đất theo quy định (Ω) hc– hệ số sử dụng cọc, tra bảng sau: Hệ số sử dụng cọc ρc ngang ρt Số cọc chôn thẳng đứng Khi đặt cọc theo chu vi mạch vòng 10 20 30 50 70 100 Khi đặt cọc dãy Tỷ số a/l Ρc ρt ρc 0,69 0,62 0,58 0,55 0,47 0,43 0,40 0,38 0,35 0,45 0,40 0.36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,20 0,19 0,78 0,74 0,70 0,63 0,08 0,77 0.74 0,72 ρt ρc ρt 0,78 0,73 0,71 0,69 0,64 0,60 0,56 0,54 0,52 0,55 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24 0,85 0,80 0,78 0,76 0,71 0,68 0,66 0,64 0,62 0,70 0,64 0,66 0,56 0,47 0,41 0,37 0,35 0,33 0,86 0,83 0,81 0,77 0,92 0,87 0,86 0,83 0,91 0,88 0,87 0,83 0,95 0,92 0,90 0,88 Số cọc chôn thẳng đứng 10 15 20 30 Tỷ số a/l Ρc ρt 0,59 0,62 0,54 0,50 0,49 0,42 0,43 0,31 ρc 0,75 0,70 0,68 0,65 ρt 0,75 0,64 0,56 0,46 ρc 0,81 0,78 0,77 0,75 ρt 0,82 0,74 0,68 0,58 Theo quy định số cọc không - Xác định điện trở nối nằm ngang: ρmax.lg(Ω) Trong đó: ρmax- điện trở suất đất độ sâu chôn nằm ngang (Ω/cm lấy độ sâu 0,8 m) l –chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên nối (cm) b –bề rộng nối (cm, thường lấy b = cm) t –chiều sâu chôn nối (cm, thường lấy t = 0, cm) Điện trở nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng: R’t = (Ω) - Xác định điện trở (khuếch tán) n cọc chôn thẳng đứng Rc từ công thức suy ra: Rc = - Xác định điện trở (khuếch tán) thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc nối nằm ngang: Rnd = So sánh điện trở nối đất tính R nđ với điện trở nối đất theo quy định R đ, Rnđ> Rđ phải tăng số cọc lên tính lại 2.5.2.2 Tính toán Theo quy định máy biến áp có công suất lớn 100 KVA điện trở nối đất lặp lại không vượt 10 Ω Vậy chọn Rđ= 10 Ω.Thiết bị nối đất dự kiến sau: Dùng n = 10 cọc sắt L60 x 60 x6 dài 2,5 m chôn sâu 0,7 m Các cọc chôn thành mạch vòng cách m, tra bảng tìm hiệu suất sử dụng cọc 0,69 R1c= 0,00298.1,4.2.104≈ 84(Ω) Điện trở khuyếch tán 10 cọc: Rc = = ≈ 12(Ω) Thanh nối có chiều rộng cm chôn độ sâu 0,8 m Thanh nối nối qua 10 cọc nối đến cột điện gần cách 10 m Vậy chiều dài nối 60 m KẾT LUẬN Sau tháng nghiên cứu thực đề tài với bảo tận tình thầy Ninh Văn Nam với nỗ lực thân đến chúng em hoàn thành đầy đủ công việc mà đề tài yêu cầu Trong trình làm đề tài chúng em tích luỹ số kiến thức để nâng cao cho trình độ cách chắn Tuy nhiên với thời gian có hạn nên đề tài nghiên cứu có nhiều chỗ hạn chế định Trong thời gian , cố gắng nỗ lực song không tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý xây dựng thầy cô để đồ án em hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy cô giáo giúp đở em hoàn thành tốt đồ án [...]... xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rất quan trọng Bảng số liệu về xã nông nghiệp Phụ tải Thôn 1 Thôn 2 Thôn 3 Thôn 4 Ủy ban xã Trạm xá Trường học Số liệu 120 360 200 140 2 tầng 4 phòng 2 tầng 6 phòng Pđ=120KVA, cosφ=0,8 Đặc điểm Nông nghiệp Nông nghiệp Nông nghiệp Nông nghiệp Chiếu sáng và quạt Chiếu sáng và quạt Chiếu sáng và quạt Trạm bơm 1 tầng 6 phòng Bơm tưới và chiếu sáng 2máy 12kw, cosφ=... sau đây: 2.1.1 Cấp cao áp - 500 kv – dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba vùng bắc, trung, nam; - 220 kv – dùng cho mạng điện khu vực; - 110 kv – dùng cho mạng điện phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn; 2.1.2 Cấp trung áp 22 kv – trung tính nối đất trực tiếp – dùng cho mạng điện địa phương, cung cấp điện cho các nhà máy vừa và nhỏ, cung cấp điện cho các khu dân 2.1.3 Cấp hạ áp 380/220 V –... cung cấp điện cho các thiết bị này phải dùng các máy biến áp, hạ áp có điện áp đầu ra 0,4 – 0,23 kV 2.3.1 Tính toán phụ tải Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân v.v… Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rất quan trọng Bảng số liệu về xã nông nghiệp Phụ... chung cho trạm xá ủy ban xã, trường học, trạm bơm Chọn máy biến áp BA – 400 – 10/0,4 do ABB sản xuất Khu vực Stt(KVA) Sđmba(KVA) Số máy Tên trạm Loại trạm Thôn 1 180 200 1 T1 Bệt Thôn 2 540 600 1 T2 Bệt Thôn 3 300 350 1 T3 Bệt Thôn 4 210 250 1 T4 Bệt Bệt 303,31 400 1 T5 Trạm xá Ủy ban xã Trường học Trạm bơm Hình 1 : Sơ đồ bố trí mạng biến áp trên toàn xã Phươnng án 2: • Đặt một trạm biến áp chung cho. .. kiện tiên quyết Chính vì thế nó được áp dụng để lựa chọn tiết diện dây cho lưới điện nông thôn, thường đường dây tải điện khá dài, chỉ tiêu điện áp rất rễ bị vi phạm 2.4.1.3.Chọn đường dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Jcp Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và cáp, áp dụng cho lưới hạ áp đô thi, công nghiệp và sinh hoạt Phạm vi áp dụng các phương pháp lựa chọn tiết diện... thi, công nghiệp Nông thôn Nông thôn Jcp Đô thị, công nghiệp Tiết diện dù chọn theo phương pháp nào cũng phải thoã mãn các điều kiện kỹ thuật sau đây: ΔUbt ≤ ΔUbtcp ΔUsc ≤ ΔUsccp Isc ≤ Icp Trong đó: ΔUbt, Δusc là tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường và khi đường dây bị sự cố nặng nề nhất (đứt 1 đường dây trong lộ kép, đứt đường dây trong mạch kín) ΔUbtcp, ΔUsccp là trị số ΔU cho phép... trinh thiết kế cung cấp điện, nhiệm vụ của người thiết kế phải đưa ra nhiều phương án rồi tiến hành so sánh để chọn được phương án cung cấp điện tối ưu -Lựa chọn phương án tối ưu của mạng điện là phải dựa trên cơ sở về kỹ thuật và kinh tế -Phương án nào thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật đặt ra lại có vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm rẻ nhất -Thông thường tồn tại mâu thuẫn giữa kinh tế với kỹ thuật, cho. .. rất nhiều tốn kém, do phải tăng thiết bị đường dây và thiết bị phân phối, làm tăng tổn thất điện năng cũng như tổn thất điện áp trong hệ thống điện và làm giảm khả năng tải của đường dây và máy biến áp Trong khi đó có thể tạo ra được công suất phản kháng tại nơi tiêu thụ điện bằng các thiết bị bù như máy bù đồng bộ, tụ điện tĩnh Vì vậy việc bù công suất phản kháng cho các thiết bị tiêu thụ nhiều công... các nơi quan trọng như khách sạn, khu văn phòng, cơ quan ngoại giao v.v Các hãng chế tạo thiết bị điện trên thế giới đều có loại trọn bộ của mình 2.3 Tính toán chọn lựa máy biến áp Cấp điện áp hạ áp là cấp điện áp phù hợp với điện áp định mức của các thiết bị dùng điện Đại bộ phận các thiết bị điện dùng trong công nghiệp và sinh hoạt dân dụng có điện áp 380/220 V Các động cơ điện ba pha có điện áp định... thích hợp cho các trạm biến áp trung gian công suất lớn, có đủ đất đai cần thiết để đặt các thiết bị điện ngoài trời Sử dụng loại trạm đặt ngoài trời sẽ tiết kiệm được khá lớn về kinh phí xây dựng nên đang được khuyến khích dùng ở các nơi có điều kiện Ngoài ra còn có một loại trạm mà máy biến áp đặt ngay trên các cột điện loại trạm này có công suất tương đối nhỏ hay sử dụng ở các công trường nông thôn