BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGUYỄN DUY LINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG THẾ NGẦM 22KV CẤP CHO TRẠM BIẾN ÁP T1 VÀ T3 THUỘC DỰ ÁN KHU TÁI ĐỊNH CƯ TRUNG TÂM VĂN HÓA TÂY ĐÔ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Duy Ninh Cần Thơ, tháng 05 năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng biệt Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2017 Người nghiên cứu Nguyễn Duy Linh i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ, đóng góp quý giá quý thầy môn Kỹ Thuật Điện - Điện Tử Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Th.s Nguyễn Duy Ninh, người thầy kính mến hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, định hướng, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Trân trọng cảm ơn Quý Thầy, Cô Khoa Kỹ thuật công nghệ Trân trọng cảm ơn anh chị kỹ sư địa bàn TP Cần Thơ cung cấp nhiều số liệu hình ảnh thực tế công trình Trân trọng cảm ơn bạn sinh viên lớp Đại Học Kỹ Thuật Điện Tử đóng góp ý kiến cho luận văn Trân trọng cảm ơn! TP Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2017 Người nghiên cứu Nguyễn Duy Linh ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Giới hạn đề tài Cấu trúc luận văn Kế hoạch nghiên cứu PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu khu quy hoạch 1.2 Đặc điểm hệ thống điện hữu Chương 2: Xác định tính toán phụ tải 2.1 Khái niệm chung 2.2 Các đại lượng hệ số tính toán 2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 13 2.4 Xác định phụ tải chiếu sáng đường giao thông 16 2.5 Xác định phụ tải sinh hoạt 18 2.6 Tổng phụ tải toàn khu quy hoạch 20 Chương 3: Tính toán lựa chọn máy biến áp 21 3.1 Tổng quan trạm biến áp 21 iii 3.2 Tính toán lựa chọn máy biến áp 22 Chương 4: Tính toán ngắn mạch 25 4.1 Khái niệm chung 25 4.2 Các giả thuyết dùng để tính toán ngắn mạch 25 4.3 Tính toán ngắn mạch đường dây trung 27 Chương 5: Tính toán lựa chọn dây dẫn trung 29 5.1 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn phạm vi áp dụng 29 5.2 Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn 31 Chương 6: Chọn thiết bị khí cụ điện 38 6.1 Chọn dẫn 38 6.2 Chọn chống sét van (LA) 42 6.3 Chọn cầu chì tự rơi (FCO) 44 6.4 Chọn đầu cáp ngầm 47 6.5 Chọn sứ cách điện 48 PHẦN KẾT LUẬN Kết luận 52 Đóng góp đề tài 53 Hướng phát triển đề tài 53 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC VIẾT TẮT BGD&ĐT : Bộ giáo dục & Đào tạo ĐBSCL : Đồng sông Cửu Long ĐH : Đại học FCO : Cầu chì tự rơi GV : Giáo viên GVHD : Giáo viên hướng dẫn IEC : Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế KHKT : Khoa học kỹ thuật LA : Chống sét van MBA : Máy biến áp NXB : Nhà xuất TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TP : Thành phố UBND : Ủy ban nhân dân v DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1: TCVN máy biến áp pha trung - hạ 23 Bảng 4.1: Giá trị tính toán ngắn mạch 28 Bảng 5.1: Phạm vi áp dụng phương pháp lựa chọn dây dẫn 30 Bảng 5.2: Mật độ kinh tế dòng điện Jkt (A/mm2) 31 Bảng 5.3: Các cấp cáp đồng CADIVI dòng điện định mức 32 Bảng 5.4: Thông số kỹ thuật cáp đồng 3x120mm2 33 Bảng 6.1: Dòng điện phụ tải lâu dài cho phép 41 Bảng 6.2: Thông số kỹ thuật loại chống sét van (LA) 43 Bảng 6.3: Chọn dây chảy pha cho cầu chì tự rơi 46 Bảng 6.4: Điều kiện chọn kiểm tra cầu chì tự rơi 46 Bảng 6.5: Đầu cáp Silicon pha 24kV trời (CAE - 3F 24kV) 47 Bảng 6.6: Điều kiện chọn kiểm tra sứ đỡ 49 vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ khu đất quy hoạch Hình 1.2: Sơ đồ đường dây dẫn cáp ngầm 22kV Hình 1.3: Ảnh thực tế khu đất quy hoạch Hình 1.4: Ảnh thực tế trạm biến áp T2 hữu Hình 3.1: Ảnh thực tế trạm biến áp xây dựng 24 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho trạm biến áp 26 Hình 4.2: Sơ đồ thay ngắn mạch 26 Hình 5.1: Cáp trung lõi, ruột đồng, có giáp, có vỏ bọc 36 Hình 5.2: Cấu trúc cáp đồng 3x120mm2 36 Hình 6.1: Hình ảnh chống sét van (LA) 43 Hình 6.2: Hình ảnh cầu chì tự rơi (FCO) 45 Hình 6.3: Đầu cáp ngầm co nhiệt nhà 24kV 47 Hình 6.4: Đầu cáp ngầm co nhiệt trời 24kV 47 Hình 6.5: Cấu tạo sứ đỡ 50 Hình 6.6: Hình ảnh sứ đỡ 50 vii Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Duy Ninh PHẦN MỞ ĐẦU 1) TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: - Việc xây dựng Trung tâm văn hoá Tây Đô có quy mô lớn, ảnh hưởng vùng Đồng sông Cửu Long, xây dựng khu trung tâm văn hóa đa năng, đại, xanh, sạch, đẹp, mang đậm nét đặc trưng vùng sông nước Đồng sông Cửu Long, hướng tới phát triển bền vững thành phố; nhằm đáp ứng yêu cầu nơi giáo dục truyền thông, tổ chức lễ hội, du lịch, vui chơi, giải trí cho vùng gìn giữ sắc văn hóa miền Tây Nam Bộ - Xây dựng Trung tâm Chính trị - hành thành phố khang trang, góp phần đẩy mạnh cải cách hành chính, nâng cao hiệu quả, hiệu lực quản lý Nhà nước thành phố - Nhưng trước xây dựng Trung tâm văn hoá Tây Đô việc làm phải xây dựng khu tái định cư trung tâm văn hoá Tây Đô để ổn định nơi ăn, cho hộ dân giải toả khu quy hoạch xây dựng công trình Trung tâm văn hoá Tây Đô Trong tính toán, thiết kế đường dây trung ngầm 22kV cấp cho Trạm biến áp T1 T3 thuộc hạng mục dự án khu tái định cư trung tâm văn hoá Tây Đô 2) MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: - Tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động kinh tế, trị, văn hóa, giao thông khu dân cư - Tạo vẻ mỹ quan cho khu dân cư trung tâm văn hóa Tây Đô nói riêng khu đô thị Nam Sông Cần Thơ - Nghiên cứu tập trung vào tính toán, thiết kế đường dây trung ngầm 22kV cấp cho Trạm biến áp T1 T3 thuộc dự án trung tâm văn hóa Tây Đô - Tính toán công suất, lựa chọn dây dẫn có dự phòng phát triển tương lai - Dự tính chi phí, báo cáo kinh tế kỹ thuật cho hạng mục đường dây trung ngầm 22kV 3) PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết kết hợp với phương pháp tổng hợp, so sánh để lựa chọn phương án tốt 4) ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: SVTH: Nguyễn Duy Linh Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Duy Ninh Đối tượng nghiên cứu luận văn tính toán, thiết kế đường dây trung ngầm 22kV cấp cho Trạm biến áp T1 T3 Bên cạnh việc tính toán, thiết kế đường dây trung ngầm 22kV luận văn đề cập đến việc lựa chọn dây dẫn khí cụ điện phía trung áp 5) PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Trong phạm vi thời gian nghiên cứu cho phép, tài liệu nghiên cứu có giới hạn, trình độ ngoại ngữ hạn chế, người nghiên cứu tập trung vào vấn đề sau đây: - Giới thiệu tổng quan khu quy hoạch - Nghiên cứu đặc điểm hệ thống điện hữu - Nghiên cứu đại lượng hệ số tính toán - Nghiên cứu phương pháp xác định phụ tải tính toán - Xác định tính toán phụ tải bao gồm: phụ tải chiếu sáng đèn giao thông phụ tải sử dụng cho khu quy hoạch - Tính toán lựa chọn máy biến áp - Tính toán ngắn mạch - Tính toán lựa chọn dây dẫn khí cụ điện phía trung áp - Lập bảng báo cáo kinh tế kỹ thuật cho hạng mục đường dây trung ngầm 22kV Luận văn không sâu tính toán chi tiết cấp điện cho hộ dân phần chiếu sáng khu dân cư mà tính toán cách tổng quan từ làm sở để tính toán, thiết kế đường dây trung ngầm 22kV 6) GIỚI HẠN ĐỀ TÀI: Do kiến thức thời gian có hạn nên em thực đề tài trình bày số vấn đề như: tính toán phụ tải, chọn trạm biến áp, tính toán chọn đường dây trung ngầm 22KV từ trạm T2 hữu sang hai trạm T1 T3, chọn phần tử khí cụ điện phía trung thế, lập bảng dự toán báo cáo kinh tế kỹ thuật cho hạng mục đường dây trung ngầm 22KV Đề tài tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn sinh viên khóa học sau ngành Kỹ Thuật Điện - Điện Tử SVTH: Nguyễn Duy Linh Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Duy Ninh Dòng điện cho phép (A) Tiết diện Kích thuớc mm Mỗi pha thanh Mỗi pha ghép hai Mỗi pha ghép ba Đồng Nhôm Đồng Nhôm mm Đồng Nhôm 10 25 x 75 340 265 - - - - 30x3 90 30 x 120 40 x 160 40 x 200 50 x 250 50 x 300 60 x 300 60 x 360 60 x 480 60 x 10 600 80 x 480 80 x 640 80 x 10 800 100 x 600 100 x 800 100 x 10 1000 120 x 960 120 x 10 1200 Bảng 6.1: Dòng 405 475 625 700 660 955 1025 1125 1320 1475 1460 1690 1900 1810 2080 2310 2400 2650 điện phụ 305 365 480 540 665 740 705 870 1740 1350 2240 1025 2160 1680 2790 1155 2560 2010 3300 1150 2110 1630 2720 1320 2620 2040 3370 1480 3100 2410 3990 1425 2470 1935 3170 1625 3060 2390 3930 1820 3610 2860 4650 1900 3400 2650 4340 5070 4100 3200 5200 tải lâu dài cho phép 1710 2180 2650 2100 2620 3100 2500 3050 3640 3380 4100 Theo tính toán tra bảng ta chọn đồng hình chữ nhật có kích thước nhỏ 25x3 mm, pha đặt cách 20 cm, đặt hai khung sứ cách 70 cm - Lực tính toán tác động dòng ngắn mạch: l 70 Ftt  1,76.10 .ixk  1,76.10 .16,952  17,7(kG) a 20 - Mômen uốn dẫn 25x3 mm: M  Ftt l 17,7.70   154,9(kG.cm) 8 - Mômen chống uốn dẫn 25x3 mm: SVTH: Nguyễn Duy Linh 42 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Duy Ninh h b 252.3 W    0.312(cm3 ) 6 - Ứng suất tính toán:  tt  M 154,9   496,5(kG/cm2) W 0,312 → δcp = 1400(kG/cm2) > δtt = 496,5(kG/cm2) Vậy dẫn chọn thỏa yêu cầu 6.2 CHỌN CHỐNG SÉT VAN (LA): Nhiệm vụ chống sét van chống sét đánh từ đường dây không truyền vào trạm biến áp trạm phân phối Chống sét van làm điện trở phi tuyến Với điện áp định mức lưới điện, điện trở chống sét van có trị số lớn vô không cho dòng điện qua, có điện áp sét điện trở giảm tới 0, chống sét van tháo dòng sét xuống đất Người ta chế tạo chống sét van cho cấp điện áp Để hỗ trợ làm giảm nhẹ mức độ làm việc chống sét van, thường người ta đặt thêm chống sét ống đường dây cách trạm khoảng 150m đến 200m Chống sét ống có nhiệm vụ tháo bớt sét xuống đất, làm giảm bớt biên độ sét trước đến chống sét van Ở trạm phân phối trung áp nhà, người ta thường chế tạo tủ hợp máy biến áp đo lường chống sét van Trong tính toán thiết kế, việc chọn chống sét van đơn giản, vào điện áp : UđmLA ≥ UđmLĐ Với: UđmLA: điện áp định mức chống sét van (kV) UđmLĐ: điện áp định mức lưới điện (kV) Tuy nhiên trước lắp đặt chống sét van vào lưới thiết phải thử nghiệm đặt tính kỹ thuật chống sét van: điện áp phóng điện, điện áp chịu đựng lớn nhất, điện áp dư, dòng điện rò SVTH: Nguyễn Duy Linh 43 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Th.s Nguyễn Duy Ninh Hình 6.1: Hình ảnh chống sét van (LA) Theo tiêu chuẩn IEC 695 - – 1/1 - TCVN 5768 - 1993 có số loại chống sét van tham khảo sau: TT Các tiêu Ký hiệu Đơn Thông số kỹ thuật vị DPA-12kV DPA-24kV Tiêu chuẩn sản IEC 695 - – 1/1 xuất TCVN 5768 - 1993 Điện áp định mức van chống sét Điện áp vận hành liên tục Dòng phóng danh định Xung dòng lượng DPA-42kV kV 12 24 42 kV 10,2 20,4 35,7 kA 10 kA 100 Điện áp thử nghiệm xung sét kV ≥51 ≥125 ≥180 kV ≤40 ≤79 ≤125 mm 442 750 875 MΩ Rcđ>3000 1,2/50µs Điện áp dư xung dòng sét 8/20µs 10kA 10 Chiều dài đường rò cách điện Điện trở cách điện SVTH: Nguyễn Duy Linh Rcđ>5000 44 Khóa luận tốt nghiệp 11 Dòng điện rò GVHD: Th.s Nguyễn Duy Ninh µA