BÀI tập lớn đề tài THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO KHU đô THỊ KIẾN HƯNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO
KHU ĐÔ THỊ KIẾN HƯNG

Sinh viên thực hiện

: Nhóm 3

Lớp

: Trang bị điện – điện tử

Khóa

: K25.1

Giáo viên hướng dẫn : TS. Đặng Việt Phúc

Hà Nội - 2022

download by :


MỤC LỤC
LỜI NÓIĐẦU................................................................................................................4
THIẾT KẾ ĐIỆN HẠ TẦNG MẠNG TRUNG ÁP VÀ MẠNG HẠÁP..............5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ.......................................................... 5

1.Tên dự án………………………………………………………………………. 5
2. Các yêu cầu chung và tiêu chuẩn thiết kế……………………………………… 6
2.1. Các yêu cầu chung…………………………………………………………...6
2.2. Về lưới điện …………………………………………………………………7
2.3.Tiêu chuẩn thiết kế…………………………………………………………...8
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐƠTHỊ.............................................................9
1. Đặt vấn đề..............................................................................................................9
2. Khái niệm chung phụ tải điện:.............................................................................10

3.Tính tốn phụ tải tồn khu quy hoạch...................................................................10
. 3.1.Tiêu chuẩn cấp điện cho các đối tượng trong khu đô thị............................. 10
3.2.Phụ tải tính tốn tồn khu quy hoạch............................................................11
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUNG ÁP 22/0,4KV.........................................14
1.Đặt vấn đề:................................................................................................14
2.Yêu cầu thiết kế mạng lưới trung áp cho khu đơ thị................................ 15
2.1 Vị trí đặt trạm biến áp.............................................................................15
2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp:......................................................15

2.3.Chọn máy biến áp,trạm biến áp..............................................................16
2.4. Chọn cáp và dây dẫn............................................................................. 16

2.5 Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đơ thị mới .........................17
3.TÍnh tốn chọn cáp trung áp.....................................................................21
3.1 Chọn cáp trung áp...................................................................................21
3.2.Tổn thất công suất và điện năng trên đường dây:.................................. 23
4.Lựa chọn thiết bị bảo vệ.................................................................................23

download by :

4.1.Lựa chọn máy cắt và máy cắt liên lạc........................................................ 23
4.2 .Lưa chọn cầu dao phụ tải ..........................................................................25
4.3.Lưa chọn cầu chì trung áp :....................................................................... 26
5.Tính tốn ngắn mạch........................................................................................27
5.1 Đặt vấn đề:..............................................................................................27
5.2 Tính tốn ngắn mạch phía trung áp........................................................27

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN QUY HOẠCH HẠ TẦNG MẠNG HẠ ÁP
22/0,4KV.....................................................................................................................30
1. Đặt vấnđề.........................................................................................................30
2.Chọn phương án thiết kế, đi dây mạng hạ áp....................................................30
3.Tính tốn phụ tải và chọn tủ điện hạ áp........................................................... 31
3.1.Tính toán phụ tải phân phối cho từng tủ hạ áp ........... ...........................31
2.Chọn tủ điện hạ
áp..................................................................................33
4.Lựa chọn cáp và thiết bị bảo vệ hạ áp...............................................................33
3.

1.Lựa chọn thiết bị bảo
vệ.........................................................................33
4.2 Chọn aptomat cho tủ hạ áp.....................................................................34

4.

5. Lưa chọn dây cáp............................................................................................ 36
CHƯƠNG V : TÍNH CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG………………………………38

download by :

LỜI NĨI ĐẦU
Trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì ngành cơng nghiệp kỹ
thuật điện đóng vai trị đặc biệt quan trọng, vì điện năng là nguồn năng lượng được
dùng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân.
Việt Nam đã nhập vào tổ chức thương mại thế giới. Đây là động lực mạnh mẽ
giúp nền kinh tế nước ta tăng trưởng mạnh trong tương lai, làm cho q trình đơ thị
hóa của nước ta diễn ra nhanh chóng. Để đáp ứng cho q trình ấy, một trong những
yếu tố cần thiết là phải xây dựng những khu đô thị mới nhằm giải quyết nhu cầu nhà
ở đang ngày càng tăng cao của người dân. Các khu đô thị ngày càng được hiện đại,
đồng bộ và hồn chỉnh với nhiều dịch vụ, do đó trước khi xây dựng các tịa nhà và
khu dân cư trong đơ thị cần phải thiết kế, xây dựng cơ sở hạ tầng, trong đó có hệ
thống cung cấp điện để phục vụ cho q trình thi cơng cũng như nhu cầu tiêu thụ điện
năng sau này của người dân trong khu đô thị. Hệ thống cung cấp điện cho các khu đơ
thị mới, hiện đại có những u cầu rất cao về các mặt như: an toàn điện, chất lượng
điện, độ tin cậy cấp điện và đảm bảo mỹ quan đô thị vì vậy yêu cầu người kĩ sư thiết
kế cấp điện phải có trình độ chun mơn cao, khơng ngừng học tập, tiếp thu công
nghệ mới
Xuất phát từ ý định công việc sau khi ra trường, em đã chọn hướng và được giao bài
tập lớn của mình là: “THIẾT KẾ QUY HOẠCH CẤP ĐIỆN CHO KHU ĐÔ THỊ
KIẾN HƯNG”.
Nội dung của bài gồm:
- Tổng quan về khu đô thị
- Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng trung áp.
- Thiết kế cấp điện hạ tầng quy hoạch mạng hạ áp.
Do trình độ và thời gian có hạn, nên trong q trình làm bài em khơng tránh khỏi
nhiều sai sót, kính mong các thầy cơ trong bộ mơn tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em
hoàn thành bài để em có thêm những kiến thức q báu cho cơng việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Trang bị điện cùng
tất cả các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử đã giảng dạy những kiến thức chuyên
môn làm cơ sở đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất bài tập.

Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo Đặng Việt Phúc đã trực tiếp
hướng dẫn, tạo mọi điều kiện và nhiệt tình giúp đỡ em hồn thành bài tập này.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2022

download by :


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ
1. Tên, vị trí dự án
- Dự án : Khu C khu đơ thị Kiến Hưng Luxury
- Cơng trình : Khu đơ thị Kiến Hưng
- Vị trí : Phường Kiến Hưng , Quận Hà Đông, Thành Phố Hà Nội . Cạnh Phường Mậu
Lương, Hà Đông
Khu vực điều chỉnh quy các ô đất quy hoạch thuộc khu C – khu đô thị Kiến
Hưng, Phường Kiến Hưng, quận Hà Đơng, Hà Nội. Có phạm vi ranh giới như sau:

Sơ đồ phân khu quy hoạch
- Phía Bắc giáp khu đất quy hoạch;
- Phía Tây giáp tuyến đường Phúc La - Văn Phú.
- Phía Đơng giáp khu giãn dân Mậu Lương;

download by :


- Phía Nam giáp khu giãn dân Kiến Hưng;
* Quy mơ nghiên cứu:
Diện tích khu đất điều chỉnh quy hoạch cục bộ khoảng 54.663 m2.
Dân số khu các ô đất điều chỉnh quy hoạch: 1.656 người.

2. Các yêu cầu chung và tiêu chuẩn thiết kế
2.1. Các yêu cầu chung
Bất cứ một phương án hay dự án nào cũng phải thỏa mãn 4 yêu cầu cơ bản sau đây:
a. 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 rất quan trọng không được để mất điện, nếu xảy ra mất
điện sẽ gây hậu quả nghiêm trọng (như : sân bay ,đại sứ quán ,…. )

-

Hộ loại 2: Là những hộ mà khi xảy ra mất điện sẽ gây thua thiệt về kinh tế cũng
quan trọng nhưng không quan trọng nhiều lắm như hộ loại 1 (như: khách sạn,
trung tâm thương mại...)

-

Hộ loại 3: Là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần
thiết (như : khu sinh hoạt đo thị ,nông thôn )

b. Chất lượng điện
Chất lượng điện được thể hiện ở 2 tiêu chí đó là tần số (Hz) và điện áp (U). Một
phương án có chất lượng điện tối đa đó là phương án đảm bảo về tần số và điện áp
nằm trong giới hạn cho phép.
Để đảm bảo cho các thiết bị dùng điện làm việc bình thường thì cần yêu cầu đặt ra
là :
∆ U bt ≤ 5 %U đm
∆ U sc ≤10 %U đm

c. Kinh tế
Tính kinh tế của một phương án thể hiện ở 2 chỉ tiêu đó là : Vốn đầu tư và phí vận
hành. Phương án cấp điện tối ưu là phương án tổng hòa 2 đại lượng trên đó là phương
án có chi phí tính tốn hang năm nhỏ nhất .
Z=( a vh +a th ) K +c . ∆ A →min

Trong đó:

download by :


a vh :Hệ số vận hành, với (đường dây trên không), các cấp điện áp đều lấy 0,04

với cáp và trạm biến áp là 1 .
a th :Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn
a tc=

1 với lưới cung cấp điện = 5 năm
T tc
→ atc =0,2
T tc

K : Vốn đầu tư
∆ A :Tổn thất điện năng trong 1 năm.

c : Giá điện tổn thất điện năng (đ/kWh)
d. An toàn điện
An toàn điện là vấn đề quan trọng, thậm chí phải đặt lên hàng đầu khi thiết kế lắp đặt,
vận hành cơng trình điện .
2.2 : Về lưới điện

A : Mạng trung áp 22kv , 35kv

Hình 1 : Sơ đồ cấu trúc nguồn trung áp

Hình 2 : Sơ đồ nguyên lý cấu trúc

download by :


-

Có ít nhất 2 trạm biến áp trung gian 22kv
Trạm đặt nơi cơng cộng thống khí nhiều cây xanh
Cáp đi ngầm dưới vỉa hè, lòng đường được luồn trong ống nhựa siêu bền

B : Mạng hạ áp 0,4kv
-

Mạng hạ áp của TBA hệ thống cấp điện theo kiểu hình tia
Tại tủ điện hạ áp tổng tại lơ đất thì được cấp điện theo kiểu hình nhánh
Mỗi tủ hạ áp được cấp tối đa 12 căn, thường đặt ở đầu lô đất
Cáp đi ngầm dưới vỉa hè, lòng đường phải được luồn trong ống nhựa siêu bền

Hình 3 : Sơ đồ nguyên lý TBA

Hình 4 : Sơ đồ nguyên lý cấp tủ điện
2.3. Các tiêu chuẩn thiết kế

download by :

(iii) Các tiêu chuẩn về điện
TT Tiêuchuẩn

1

Quy phạm trang bị điện do Bộ Công nghiệp ban hành

11 TCN-2006

2

Cáp điện lực đi ngầm trong đất, phương pháp lắp đặt;

TCVN 7997:2009

3

QCVN07:2010/BXD

4

Quy chuẩn Quốc gia các cơng trình hạ tầng kỹ thuật
đơ thị
Tiêu chuẩn Quốc gia về đặt thiết bị điện trong nhà ở

5

Cáp điện lực đi ngầm trong đất, phương pháp lắp đặt;

TCVN 7997:2009

6

Quy chuẩn Quốc gia về kỹ thuật điện, tập 7. Thi cơng QCVN.QTĐ.7:2009/BCT
các cơng trình điện

7

Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và cơng trình cơng
cộng - Tiêu chuẩn thiết kế;

TCVN 9207:2012

8

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về kỹ thuật điện – tập 8
– Quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp

QCVN.QTĐ.8:2010/BCT

9

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng

QCXDVN-01-2008/BXD

TCVN 9206:2012

(iv) Các tiêu chuẩn về chiếu sáng

TT Tiêuchuẩn

1

Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường,
đường phố, quảng trường đơ thị

TCVN 259:2001/BXD

2

Chiếu sáng nhân tạo bên ngồi các cơng trình cơng
cộng và kỹ thuật hạ tầng đơ thị – Tiêu chuẩn thiết kế

TCXDVN 333 : 2005

3

Đèn điện chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật
chung

TCVN 5828:1994

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐƠ THỊ
1 Đặt vấn đề

download by :


- Khi thiết kế cung cấp điện cho môt công trình (cụ thể là khu đơ thị mà ta đang thiết

kế) thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định được nhu cầu điện của
phụ tải cơng trình đó.
- Tùy theo quy mơ của từng cơng trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ
tải thực tế hoặc cịn phải tính đến khả năng phát triển trong tương lai. Cụ thể muốn
xác định phụ tải điện cho một khu đơ thị thì chủ yếu dựa vào diện tích (diện tích sàn,
diện tích mặt bằng), mục đích sử dụng, tính chất của các hạng mục xây dựng trong
khu đơ thị đồng thời tính đến khả năng phát triển trong tương lai để có tính tốn dự
phịng hợp lý.
- Xác định chính xác phụ tải tính tốn là một nhiệm vụ khó nhưng rất quan trọng. Bởi
vì , nếu phụ tải tính tốn được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi
thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính
tốn lớn hơn phụ tải thực tế quá nhiều thì các thiết bị điện được chọn quá lớn so với
yêu cầu gây lãng phí và khơng kinh tế.

2 Khái niệm chung về phụ tải điện
Phụ tải điện là công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q yêu cầu tại
một điểm nào đó của lưới điện ở điện áp định mức gọi là điểm đặt hay điểm đầu
phụ tải. Phụ tải điện dùng chỉ chung các hộ dùng điện và các thiết bị điện.
- Khái niệm về phụ tải tính tốn:
Phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi
là phụ tải tính tốn.

A. Cơng suất định mức: Pđ(Kw), Qđ(Kvar),Sđ(Kva) là công suất do nhà sản suất
đưa ra, dựa vào cách tính tốn phụ tải điện để xác định . Cơng suất này có đặc
điểm là cơng suất lớn nhất của phụ tải
Pd = poH
B. Cơng suất tính tốn: Ptt(kW), Qtt(kVar),Stt(kVa) là cơng suất có tính đến hệ
số đồng thời thiết bị sử dụng trong cùng một thời gian
Ptt = KdtPd
Kđt : là hệ số đồng thời thiết bị sử dụng trong cùng một thời gian, tra ở

TCVN9206
C. Công suất thực tế : Là cơng suất chỉ có được khi phụ tải được đưa vào sử dụng

download by :


3.Tính tốn phụ tải điện tồn đơ thị
3.1.Tiêu chuẩn cấp điện cho các đối tượng trong khu đô thị.
Tiêu chuẩn cấp điện khu đơ thị
Chỉ tiêu cấp điện

TT

Loại cơng trình

Đơn vị tính

1

Nhà liền kế

kw/nhà

6.0

2

Nhà biệt thự

kw/nhà

9.0

3
4

Nhà chung cư cao tầng
Nhà trẻ, mẫu giáo

kw/m2 sàn
kw/m2 sàn

0.07
0.02

5

Trường học

kw/m2 sàn

0.02

6

Chợ

kw/m2 sàn

0.05

7

Trung tâm thương mại,dịch vụ

kw/m2 sàn

0.08

8

Cơng trình dịch vụ văn hóa

kw/m2 sàn

0.08

9

Nhà hành chính

kw/m2 sàn

0.08

10

Cơng trình hỗn hợp

kw/m2 sàn

0.08

11

Chiếu sáng đường chính

Cd/m2

1,2

12

Chiếu sáng các đường khác

Cd/m2

0,6 đến 0,8

3.2.Phụ tải tính tốn tồn khu quy hoạch.
3.2.1.Phương pháp tính tốn:
-Với việc thiết kế cung cấp điện cho khu đô thị chúng ta sử dụng phương pháp’’Tính
tốn phụ tải theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích kết hợp với hệ số đồng thời”.
- Đối với đối tượng phụ tải tính tốn được xác định theo suất phụ tải trên 1 m2
Ta có cơng thức tính :

download by :


Trong đó :

P0 : Suất phụ tải trên 1m2 đơn vị diện tích (W/m2)
S : Diện tích lơ đất cơng trình (m2)
Pđ : Cơng suất đặt từng lơ cơng trình
Ptt : Công suất tác dụng của từng lô, từng hạng mục
Qtt : Cơng suất phản kháng
Stt : Cơng suất tồn phần
Giá trị P0; Kđt được cho sẵn trong bảng, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải phân tích
theo số liệu thống kê cũng như nhu cầu tiêu thụ thực tế của phụ tải và các tiêu chuẩn
thiết kế.
3.2.2. Bảng chỉ tiêu về hệ số dự phòng phát triển.
-Hệ số sử dụng đồng thời cho khu đô thị lấy Ksd=0,6 đến 0,8.Ta chọn Ksd=0,8(vì
đây là đơ thị loại 2 gần với trung tâm thành ph Hà Nội) Cos

= 0,8.

-Tổn hao cơng suất trên mạng trung áp 22KV:10%.
-Dự phịng phát triển tương lai:20%
3.2.3.Tính tốn cụ thể
-Tính tốn cụ thể cho “ nhà biệt thự 1 ” (C-TT1)
Có số hộ H = 9
Po= 9kW Ta có :
Ptt = Po.H.Ksd = 9x9x0.8= 64 (kw)
Qtt = Ptdxtg φ =81x 0.75= 60.75 (kVAR)

download by :


Stt = Ptt / cos φ = 64 : 0.8 = 80 (KVA)
Xyc = Xtt x1,3
Pyc = 64x1,3 = 83.2 (kw)

Qyc = 60.75 x 1,3 = 79 ( kVar)
Syc = 80 x 1,3 = 104 ( KVA)

S Tên phụ tải
tt

Số
lượng

Po
(kw
)

ksd

1

C-BT1(biệt
thự)

9 căn

9

2

C-BT2(biệt
thự)

11 căn

3

C-BT3(biệt
thự)

4

cos φ

tg φ

Ptt
Kw

Qtt
Kvar

Stt
KVA

Pyc
Kw

0.8 0.8

0.75

64

60.75

80

83.2 79

104

9

0.8 0.8

0.75

79.2 74.25

99

102. 96.53
96

128.7

11 căn

9

0.8 0.8

0.75

79.2 74.25

99

102. 96.53
96

128.7

C-BT4(biệt
thự)

10 căn

9

0.8 0.8

0.75

72

90

93.6 87.75

117

5

C-BT5(biệt
thự)

12 căn

9

0.8 0.8

0.75

86.4 81

108

112. 105.3
32

140.4

6

C-LK1(nhà
l.kề)

15 căn

6

0.8 0.8

0.75

72

67.5

90

93.6 87.75

117

7

C-LK2(nhà
l.kề)

11 căn

6

0.8 0.8

0.75

52.8 49.5

66

68.2 64.35
5

85.8

8

C-LK3(nhà
l.kề)

22 căn

6

0.8 0.8

0.75

105. 99
6

132

136. 128.7
5

171.6

9

C-LK4(nhà
l.kề)

19căn

6

0.8 0.8

0.75

91.2 85.5

114

118. 111.1
56
5

148.2

1
0

C-LK5(nhà
l.kề)

22 căn

6

0.8 0.8

0.75

105. 99
6

132

136. 128.7
5

171.6

67.5

download by :

Qyc
Kvar

Syc
KVA


1
1

C-LK6(nhà
l.kề)

22 căn

6

0.8 0.8

0.75

105. 99
6

132

136. 128.7
5

171.6

1
2

C-LK7(nhà
l.kề)

19 căn

6

0.8 0.8

0.75

91.2 85.5

114

118. 111.1
56
5

148.2

1
3

C-LK8(nhà
l.kề)

22 căn

6

0.8 0.8

0.75

105. 99

6

132

136. 128.7
5

171.6

1
4

C-LK9 (nhà
l.kề)

22 căn

6

0.8 0.8

0.75

105. 99
6

132

136. 128.7
5

171.6

S Tên phụ tải
tt

Số
lượng

Po
(kw
)

ksd

tg φ

Ptt
Kw

Stt
KVA

Pyc
Kw

Qyc
Kvar

Syc

KVA

1
5

C-LK10(nhà
l.kề)

17 căn

6

0.8 0.8

0.75

81.6 76.5

102

106. 99.45
08

132.6

1
6

CTH(trường
hc)

1276m 0.02 0.8 0.8
2

0.75

20.4 19.14
2

25.52

26.5 24.88
4

33.18

1
7

C-HT(trạm
bơm)

64m2

0.08 0.8 0.8

0.75

4.1

5.12

5.33 4.99

6.66

1
8

C-CV(công
viên)

5074m 0.01 0.8 0.8
2
2

0.75

48.7 45.67
1

60.89

63.3 59.37
3

79.16

136 1284.2
9.82

1712.
27

178 1669.
0.76 46

2225.
95

cos φ

Tổng

Qtt
Kvar

3.84

1
9

TTTM

24485
m2

0.08 0.8 0.8

0.75

156 1469.1
7.04

1958.
8

203 1909.
7.15 83

2546.
44

2
0

HH(ctrinh
hỗn hợp)

18430
m2

0.08 0.8 0.8

0.75

117 1105.8
9.52

1474.

4

153 1437.
3.38 54

1916.
72

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUNG ÁP 22/0,4 KV.
1.Đặt vấn đề:
- Mạng trung áp là mạng có cấp điện áp lên đến 22 KV.

download by :


- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện mạng trung áp cho khu đơ thị có ảnh hưởng

rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống cũng như đời sống xã
hội.Một sơ đồ cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:
+Đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện.
+Linh hoạt và đơn giản trong vận hành,bảo dưỡng,sửa chữa.
+Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
+Thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế.
+Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện.
- Để tăng độ tin cậy cung cấp điện,lưới điện trung áp thường được thiết kế theo

cấu trúc mạch vịng kín,vẫn hành hở.Đường dây đi ngầm để đảm bảo mỹ quan khu đơ
thị và nâng cao tính an toàn của hệ thống.
- Để đáp ứng được các yêu cầu trên ta phải thực hiện thiết kế mạng cao áp cho

khu đô thị theo các bước sau.
+Vạch các phương án cung cấp điện.
+Lựa chọn vị trí ,số lượng,dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng
loại,tiết diện các đường dây cho các phương án.
+Tính tốn kinh tế-kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý nhất.
+Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn.

2.Yêu cầu thiết kế mạng lưới trung áp cho khu đô thị.
2.1 Vị trí đặt trạm biến áp.
- Với các khu cây xanh, cơng trình cơng cộng, khu nhà liền kế, biệt thự trạm

biến áp là loại trạm kín lắp đặt ngồi trời. Trạm được bố trí ở trung tâm các phụ tải
cung cấp tránh tổn thất điện áp và tiết kiệm chi phí đầu tư đường dây. Với các tịa nhà
cao tầng, chung cư dự kiến trạm biến áp lắp đặt bên trong tầng hầm của cơng trình,
loại trạm biến áp bên trong các tòa nhà này sẽ được lựa trọn sau khi có thiết kế kỹ
thuật các cơng trình cụ thể.
- Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:

+ An toàn và liên tục cấp điện.
+ Thao tác,vận hành,sửa chữa dễ dàng.
+ Phòng nổ,cháy,bụi bặm,khí ăn mịn.

download by :


+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành.
+Vị trí đặt trạm biến áp phải gần với vỉa hè đường đi để tiện cho việc cấp điện
và di dây, cáp điện.
2.2 Số lượng máy biến áp, trạm biến áp:
- Máy biến áp là một thiết bị cần thiết và quan trọng trong hệ thống cung cấp

điện cho khu đô thị. Máy biến áp đư c chọn phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Đảm bảo liên lạc giữa nguồn và phụ tải.
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
+ Đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật.
- Các trạm biến áp sẽ cấp điện cho các phụ tải liền kề, gần nhau theo từng cụm

hoặc khu vực nhất định.
Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được chọn căn cứ vào yêu cầu
cung cấp điện của phụ tải
2.3.Chọn máy biến áp,trạm biến áp.
- Lựa chọn máy biến áp: Với trạm 1
máy Sdm

Stt

Với trạm 2 máy Sdm = Stt / 1,4

Trong đó:
Sdm : cơng suất định mức của máy biến áp nhà chế tạo cho.
Stt : cơng suất tính tốn, nghĩa là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải.
1,4: hệ số quá tải. Ứng với điều kiện sau: quá tải không quá 5 ngày mỗi đêm, mỗi
ngày không quá tải 6 giờ.
2.4. Chọn cáp và dây dẫn.
Các tiêu chuẩn chọn cáp ngầm ngoài trời:
-Khi đặt đường cáp dưới đất thì cáp phải đặt trong hào .Phía dưới cáp phải có lớp đất
mịn khơng lẫn sỏi,đá sỉ hoặc rác rưởi.Suốt dọc cáp phải có bảo vệ tránh tác hại về cơ

download by :

học cho cáp:đối với cáp điện áp dưới 35kV trên mặt nền phủ một lớp gạch suốt tuyến
cáp.
- Khi các cáp đặt song song nhau thì khoảng cách theo chiều ngang giữa các cáp phải
là:
+100mm :giữa các cáp điện áp 10kV trở xuống.
+300mm:giữa các cáp điện áp trong khoảng 10kV đến 35kV.
-Hệ thống cáp ngầm XLPE.0,4kV sợi đơn,chon trực tiếp trong đất,sâu 0,7m.Tiết diện
dây trung tính bằng dây pha.Mương đất cáp sâu 0,7m rộng 0,4m.Cáp băng qua
đường chon sâu 0,7m được bọc trong ống nhựa siêu bền HPE bố trí 3 pha (4 dây) đi
trong 1 ống,được tiếp địa 1 đầu cọc bằng cọc thép mạ đồng đường kính 18mm.
-Hệ thống đường dẫn điện phải được độc lập về cơ, điện đối với các hệ thống khác
và đảm bảo dễ dàng thay thế, sửa chữa khi cần.
-Chỗ nối đường hoặc rẽ nhánh dây dẫn, cáp điện phải đảm bảo đủ tiêu chuẩn dẫn
điện như một dây dẫn cáp điện liên tục và khơng được chịu tác động của lực bên
ngồi.
-Đường dẫn điện phải thích hợp với điều kiện mơi trường, tính chất sử dụng và đặc
điểm kiến trúc cơng trình cũng như các yêu cầu về kỹ thuật an toàn và phòng cháy.

2.5 Phương án cấp điện mạng trung áp cho khu đô thị mới .
2.5.1 Chọn MBA TBA cho khu đô thị
Do độ dài của khu C Khu Đô Thị Kiến Hưng nên ta sẽ chọn 3 TBA tương đương với
3 phụ tải tính tốn tồn đơ thị
TBA T10 : Stt = 1712.27 (KVA)
TBA T11 : Stt = 1958.8
TBA T12 : Stt = 1474.44

(KVA)
(KVA)

TBA T10 : dùng để cấp điện cho nhà liền kề và biệt thự , trường học , công viên , …
TBA T 11 : cấp điện cho trung tâm thương mại (HH3)
TBA T12 : cấp điện cho tòa nhà hỗn hợp ( HH4)
Để thuận tiện trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa và vận hành trạm biến áp lắp
2 máy biến áp cùng cơng suất với mục đích đơn giản trong vận hành và giảm chi phí
đầu tư ban đầu vì đối với máy biến áp cơng suất lớn việc lắp đặt thiết bị bảo vệ trung
áp công suất lớn rất tốn kém cần nhiều loại bảo vệ. Ngoài ra lắp đặt 2 máy một trạm
có tác dụng đảm bảo liên tục cung cấp điện khi xảy ra sự cố hoặc bảo dưỡng định kỳ
của máy biến áp sẽ không bị mất điện trên diện rộng.

download by :


-Kết cấu lưới điện trung thế theo dạng mạch vòng, kín vận hành hở. Lưới điện trung
thế có điện áp định mức 22KV, tần số 50Hz. Cáp trung thế sử dụng cáp điện 22KV
được chạy trong tuy nen kỹ thuật hoặc chạy ngầm trong rãnh cáp, đoạn qua đường
luồn trong ống thép chịu lực D100-D150 và có báo hiệu cáp 22KV. Các cơng trình
xây dựng khác phải cách hào cáp một khoảng cách tối thiểu đảm bảo an toàn là trên
1m. Tồn bộ các trạm biến áp trong khu đơ thị được chia thành 6 mạch vòng. Xây
dựng hệ thống đường dây mạch vòng đi ngầm đất dẫn nguồn điện từ trạm trung gian
110/22KV. Các trạm biến áp được cấp điện theo sơ đồ mạch vịng kín, vận hành hở.
-Dựa vào bảng tính tốn phụ tải của khu đơ thị, ta có phương án lựa chọn trạm biến
áp như sau (vị trí đặt xem mặt bằng điện trung thế)
TBA

Thơng số kĩ thuật
Sđm

Kích thước (mm)

Tổn hao Dịng
khơng tải điện k
W
tải%

Tổn hao
Điện áp
Dài
ngắn
ngắn mạch
o
mạch75 C %

Rộng

Cao

T10

2x1000 980

1.5

8550

4-6

1740

1140

1810

T11

2x1250 1020

1.5

10690

4-6

1830

1145

1850

T12

2x1000 980

1.5

8550

4-6

1740

1140

1810

Và chọn MBA các khu vực thuộc TBA T10 :
STT

Tên phụ tải

Stt ( kVA)

Chọn MBA

1

C-BT1(biệt thự)

80

1x100

2

C-BT2(biệt thự)

99

1x100

3

C-BT3(biệt thự)

99

1x100

4

C-BT4(biệt thự)

90

1x100

5

C-BT5(biệt thự)

108

1x150

6

C-LK1(nhà l.kề)

90

1x100

7

C-LK2(nhà l.kề)

66

1x75

8

C-LK3(nhà l.kề)

132

1x150

9

C-LK4 (nhà l.kề)

114

1x150

10

C-LK5(nhà l.kề)

132

1x150

11

C-LK6(nhà l.kề)

132

1x150

download by :


12

C-LK7(nhà l.kề)

114

1x150

13

C-LK8(nhà l.kề)

132

1x150

14

C-LK9(nhà l.kề)

132

1x150

15

C-LK10(nhà l.kề)

102

1x150

16

C-TH(trường hc)

25.52

1x50

17

C-HT(trạm bơm)

5.12

1x50

STT

Tên phụ tải

Stt

Chọn MBA

18

C-CV(công viên)

60.89

1x75

1712.27

2x1000

Tổng

2.5.2 Tính tốn tổn thất cơng suất,tổn thất điện năng của các trạm biến áp.
a.Tính tốn tổn thất cơng suất .
Tổn thất công suất tác dụng của trạm biến áp có 2 máy biến áp làm việc song song
được xác định :

Trong đó :
ΔP : tổn thất cơng suất của trạm
ΔP0; ΔPN tổn hao khơng tải và có tải của máy biến áp
b.Tính tốn tổn thất điện năng :
Tổn thất điện năng trong trạm có 2 máy làm việc song song :

Trong đó :
t = 8760 (h) – là thời gian v n hành của 1 máy biến áp trong 1 năm
τ = (0.124 + 10-4 * Tmax) 2 * 8760 (với Tmax = 3500h)
= 1986.16(h)
ΔP : tổn thất công suất của trạm

download by :


ΔP0; ΔPN tổn hao khơng tải và có tải của máy biến áp
ΔA : tổn thất điện năng :
V dụ:Áp dụng tính cho trạm biến áp 1 có 2 máy biến áp làm việc song song có S đm =
1000KVA
ΔP0 = 2.7 kW ; ΔPN = 19.5kW ; Stt = 1712.27
Ta có :

kVA

Tổn thất cơng suất

= 2 x2.7 + 0.5 x19.5 x (1712.27 /1000)2
= 33.99 (kW) Tổn thất điện năng :

= 2 x2.7x8760 + 0.5 x19.5 x (1712.27 /1000)2 x 1986.16

= 104079.81 (kWh)
2.5.3. Thông số TBA T10
2 TBA T11 và T12 được dử dụng kèm với cơng trình khép kín .
Trạm T10 được xây dựng theo kiểu trạm xây kín .Trạm biến áp được bố trí tại
trung tâm phụ tải sao cho bán kính cấp điện nhỏ (khoảng 300m) nhằm giảm thiểu tổn
thất điện áp cuối đường dây. Cửa trạm quay ra phía đường. Vị trí đặt các máy biến áp
phù hợp với điều kiện mặt bằng và chống cháy nổ liên hồn, thuận tiện cho cơng tác
lắp đặt, sửa chữa và vận hành.
Yêu cầu trạm:
Trạm biến áp kiosk 4 ngăn (Kích thước xem, chi tiết trong bản vẽ kiến trúc).
Gồm có 2 ngăn đặt máy biến áp, 1 ngăn đặt tủ trung thế 4 ngăn, 1 ngăn đặt dãy tủ hạ
thế.
Trạm được xây tường bao quanh, đổ mái bằng bê tông cốt thép, trên tường đặt
nhiều của chớp xi măng để tăng cường thơng gió cho trạm, phía ngồi cửa chớp đặt
lưới thép chống chuột. Trong trạm bố trí công tắc, ổ cắm và đèn chiếu sáng để phục
vụ vận hành. Tại vị trí đặt máy biến áp có thiết kế hố ga thu dầu. Trong buồng đặt máy
biến áp, tủ điện trung thế và tủ điện hạ thế có bố trí các bình cứu hoả cứu chữa kịp

download by :


thời khi có cháy nổ. Tại buồng máy biến áp, bố trí thanh chắn máy biến áp cao 1,2m,
có cửa ra vào vị trí máy biến áp.
a. Sơ đồ nguyên lý cấp điện trạm biến áp T10
Phía cao áp:

Đặt tủ trung thế 24kV-630A-20kA/s cách điện SF6 hoặc chân không bao gồm
04 ngăn:
-

02 ngăn tủ cầu dao phụ tải 24kV-630A-20kA/s-lắp cho đầu cáp đến và đi.

-

02 ngăn tủ máy cắt 24kV-200A-20kA/s bảo vệ cho 2 MBA.

-

Tủ trung thế có lắp thiết bị báo sự cố đầu cáp và thiết bị sấy tự động, có thiết bị
chỉ thị áp lực khí.
Tại ngăn cáp đến và đi sử dụng 2 đầu cáp T-Plug 24kV-630A-300m2

Tại 2 ngăn cáp sang 2 máy biến áp sử dụng 02 đầu cáp Elbow 24kV-200A50mm2.
b Máy biến áp:
Thông số kỹ thuật chính của MBA: sử dụng MBA 3 pha 2 cuộn dây.
-

Máy biến áp kiểu làm mát bằng dầu

-

Số lượng máy biến áp : 2 máy

-

Công suất định mức : 1000kVA/ 1 máy

-

Điện áp 22 2, 5% /0, 4KV

-

Tổn hao không tải (Po) : ≤ 1190 (W)

-

Tổn hao ngắn mạch định mức (Pk) : ≤ 8400 (W)

-

Dòng điện ngắn mạch ( kA/3s) : 25

-

Điện áp ngắn mạch ( Uk.%) : 6%

-

Tần số : 50Hz

-

Tổ đấu dây : Dn /Yo-11

-

Máy biến áp được sản xuất theo tiêu chuẩn : TCVN-1984-1994, IEC-76

-

Các thông số máy biến áp tuân thủ theo quy định của Tổng Công ty Điện lực
TP. Hà nội

3.1 Chọn cáp trung áp
Đối với phụ tải điện là khu đô thị, ta sẽ lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng
kinh tế (Jkt). Đối với phụ tải là điện sinh hoạt của đô thị Tmax = 3000 – 5000(h). Tra
bảng ta được trị số Jkt = 3,1(A/mm2).

download by :


Điều kiện phát nóng là điều kiện đảm bảo cho dây dẫn, dây cáp làm việc an tồn, vì
vậy điều kiện này phải được dùng làm điều kiện chính để lựa chọn dây dẫn, dây cáp.
* Lựa chọn dây trung áp theo Jkt
Đối với điện sinh hoạt Tmax = 3500h nên Jkt = 3.1 A/mm2
Trạm T10
Stt = 1712.27 (KVA)
Ptt = Stt x cos φ = 1712.27x 0.8 = 1369.82 (kw)
Qtt = Pttxtg φ =1369.82x0.6= 821.89 (kVAR)
Xyc = Xtt x1,3
Pyc = 1369.82 x1,3 = 1780.77 (kw)
Qyc = 821.89 x 1,3 = 1068.46 ( kVar)
Syc = 1712.27 x 1,3 = 2225.95 ( KVA)
Trong đó :

Từ đó Itt = 58.41 (A)
Fkt = 18.84 (mm2)
Vậy ta chọn Cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35mm2 do hãng PURUKAW chế tạo:
(Nhật bản) chế tạo, với:

Icp= 170(A) (đi dưới đất)
r0 = 0.668 (Ω/km)
x0 = 0.13 (Ω/km)
* Kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:
ΔUbtcp = 5%Uđm = 5%*22 = 1,1 (kV) = 1100 (V).
và
với n là số dây đi song song.
Với độ dài cáp đi từ trục vào trạm là 1km
R = 0.334 X=0.065  ΔUmax= 30.2 (V)
Ta thấy: ΔUmaxbt = 30.2(V) ≤ ≤ ΔUbtcp = 1100 (V)
Kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng:
=> Itt = 44.94 (A)
Chọn Cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35mm2 do hãng PURUKAW chế tạo:

download by :


(Nhật bản) chế tạo, với:
Icp= 170(A) (đi dưới đất)
r0 = 0.668 (Ω/km)
x0 = 0.13 (Ω/km)
K1*K2*Icp>=Itt
1*09*170 > 44.94 (A)
Vậy cáp đã chọn thỏa mản:
Ptt
Qtt
Stt
Pyc
1369.82 1068.46 1712.27 1780.77

Qyc
1068.46

Syc
2225.95

Itt
58.
41

Fkt
18.8
4

Ptt

Qtt

Stt

Pyc

Qyc

Syc

T
1
1

1567.04

1469.1

1958.8

2037.15

1909.83

2546.44

Itt
66.
83

Fkt
21.5
6

T
1
2

1179.52

1105.8

1474.4

1533.38

1437.54

1916.72

50.
3

16.2
2

T
1
0

3.2.Tổn thất công suất và điện năng trên đường dây:

Dây cáp
CápCU/XLPE/TA /PVC
3x35mm2 do hãng
PURUKAW
chế tạo
Dây cáp
CápCU/XLPE/TA /PVC
3x35mm2 do hãng
PURUKAW
chế tạo
CápCU/XLPE/TA /PVC
3x35mm2 do hãng

PURUKAW
chế tạo

TBA T10
+Tổn thất công suất trên các đường dây

ΔPd = 3.42 (kW)
+ Tổn thất điện năng dây dẫn

ΔAd = 6729.65 (KWh)
Tương tự tính được tổn thất cơng suất và điện năng trên đường dây cho các khu cịn
lại ta có:
STT
1

Khu 1

TBA
T10

Syc(kVA)

R(Ω)

2225.95

0.334

Udm(
KV)

22

Tổn thất công
suất

Tỏn thất điện năng

3.419258

6729.647494

download by :


2

Khu 2

3

Khu 3

TBA
T11
TBA
T12

2546.44

0.334

22

4.474742

8807.008219

1916.72

0.334

22

2.535236

4989.750778

4.Lựa chọn thiết bị bảo vệ.
4.1.Lựa chọn máy cắt và máy cắt liên lạc
Điều kiện để chọn máy cắt :
• Điện áp định mức : UđmMC ≥ Uđm mạng
• Dịng điện định mức : IđmMC ≥ Ilv max
• Dịng điện cắt định mức : iđmC ≥ iN
• Cơng suất định mức cắt : Sđm MC ≥ SN
• Dịng điện ổn định động : idđ MC ≥ ixk
• Dịng ổn định nhiệt trong thời gian ổn định nhiệt :

Ta có dịng điện định mức chạy trong dây trung áp là :

- Tra sổ tay kỹ thuật chọn sơ bộ máy cắt loại máy cắt khơng khí 3 pha-ACB do

hãng SIMENS của Đức chế tạo có các thơng số cơ bản sau:

Khu 1

loại máy cắt
24GI-E16

Khu 2
Khu 3

Uđm (kV)

Iđm (A)

IđmC(kA)

INmax(kA)

24

1600

16

40

24GI-E16

24

1600

16

40

24GI-E16

24

1600

16

40

Kiểm tra máy cắt đã chọn :




Điện áp định mức : UđmMC ≥ Uđm mạng
Dòng điện định mức : IđmMC ≥ Ilv max
Dòng điện cắt định mức : IđmC ≥iN

download by :




Dòng điện ổn định động :
idđ MC ≥ ixk

Điều kiện ổn định nhiệt khơng cần kiểm tra vì trong máy cắt đã có
4.2 .Lựa chọn cầu dao phụ tải .
Nhiệm vụ : cách ly đường dây trung áp và trạm biến áp phục vụ cho việc kiểm tra
bảo dưỡng các thiết bị trong trạm phía sau .
Chú ý : Cầu dao phụ tải có chức năng giống dao cách ly nhưng chỉ khác là cầu
dao phụ tải có bộ phận dập hồ quang nên có thể đóng cắt mạch điện cả khi khơng tải
và có tải, cịn dao cách ly chỉ đóng cắt khơng tải và nếu có tải thì tải rất nhỏ vì dao
cách ly khơng có bộ phận dập hồ quang.
Nguyên lý dập hồ quang : cầu dao phụ tải dập hồ quang bằng dao cắt phụ cao tốc
trong buồng dập hồ quang hở. Khi đóng mạch điện thì dao cắt phụ sẽ đóng trước sau
đó mới đến dao chính. Khi ngắt mạch điện thì dao chính sẽ tách ra trước khi dao phụ
vẫn đóng. Khi dao chính tách đến 1 thời điểm nào đó thì lị xo nối với dao phụ sẽ kéo
tách dao phụ ra với tốc độ rất nhanh. Bằng cách này hồ quang không xuất hiện trên
dao chính và tốc độ ngắt của dao phụ giảm được thời gian cháy của hồ quang, ngoài
ra có cả buồng dập hồ quang làm hồ quang được dập tắt rất nhanh.
Ta chọn cầu dao phụ tải cho trạm có cơng suất lớn nhất là 2000kVA và dùng cho
các trạm còn lại.
Chọn cầu dao phụ tải cho trạm T10 2000kVA :
Ta có :

IN = I∞ = I” (kA)
Điều kiện lựa chọn cầu dao phụ tải :
+Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl(kV)
+ Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A)
+ Dòng điện cắt định mức : IdmC ≥ I’’ (kA)

download by :