THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO một xã NÔNG NGHIỆP

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Chuyên nghành Điện –Điện Tử

Đề tài
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÃ
NÔNG NGHIỆP

GVHD: Phạm Trung Hiếu

Hà Nội – 2022


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Số : 33…………………
Họ và tên học sinh :

Bùi Văn Huy

Lớp : ĐH Điện 1…………………………………………………………
Khóa :

k14………………………..

Khoa: Điện

Giáo viên hướng dẫn : Phạm Trung Hiếu
NỘI DUNG
Một xã nơng nghiệp có mặt bằng như sau:
Thơn 1

Thơn 3

Trường học

2km

Trạm xá

Thôn 2

ủy ban xã
Thôn 4
Trạm bơm
N
2,5km

Thôn1 140hộ dân, Thôn2 300 hộ dân, Thôn3 200hộ dân, Thôn 4 150 hộ dân,
Ủy ban xã: Gồm 2 tầng mỗi tầng 4 phòng diệní 10x16m
Trạm xá: Gồm 2 tầng mỗi tầng 6 phịng diệní 10x16m
Trường học: Cơng suất đặt 160KVA, Cosj = 0,8
Trạm bơm: : Diện tích 10x16m, 2 máy bơm 2x40kw, Cosj = 0,78
2

Thiết kê cung cấp điện cho xã trên
1. Xác định phụ tải tính tốn tồn xã
2. Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện
3. Lựa chọn phương án tối ưu
4. Lựa chọn thiết bị điện của phương án tối ưu:
5. Xác định các tham số chế độ của mạng điện : ∆U, ∆P, ∆A, U2 …
6. Tính tốn nối đất cho trạm biến áp (với đất cát pha),
7. Tính tốn dung lượng bù để cải thiện hệ số cơng suất lên giá trị cosϕ2 = 0,95
8. thiết kế chiếu sang cho một phịng học điển hình
Bản vẽ:
1. Sơ đồ mặt bằng của mạng điện
2. Sơ đồ hai phương án – bảng chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật
3. Sơ đồ nguyên lý phương án tối ưu toàn mạng điện .

Ngày giao đề : …14/3/2022………………………………. Ngày hoàn thành :
…9/5/2022……………………………….

3


Mục lục
Lời nói đầu
Phần 1: Thiết kế chiếu sáng và động lực chi tiết cho Trạm bơm
LỜI NÓI ĐẦU
Cung cấp điện là một vấn đề quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và nâng
cao trình độ dân trí. Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển rất ạnh mẽ.
Trong đó, cơng nghiệp ln là khách hàng tiêu thụ điện năng rất lớn. Nước ta
dang trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế tồn cầu theo định hướng xã hôi chủ
nghĩa, xây dựng một nên công nghiệp hiện đại làm nền tảng để phát triển kinh tế
đất nước.

Việc sản xuất và tiêu dùng điện năng ngày một phát triển, nó có tác động qua lại
tới nhiều vấn đề lớn của xã hội như phát triển kinh tế , dân số, chất lượng cuộc
sống, trình độ cơng nghệ, mức độ cơng nghiệp hóa. Nước ta đang trong q trình
hội nhập vào nền kinh tế tồn cầu theo định hướng xã hội chủ nghĩa. Trong thời kì
cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì điện năng là một trong những thành
phần cơ sở hạ tầng của mọi thành phần xã hội do đó điện năng là phải ln đi trước
đón đầu sự phát triển của các ngành kinh tế cũng như xã hội để đáp ứng như cầu
sử dụng khơng những của hiện tại mà phải tính cả cho 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 các đường dây cấp điện.
Trước những yêu cầu thực tiễn khách quan trên chúng em đã xây dựng và thiết kế
hệ thống cung cấp điện cho một xã ở trên.

4


Phần 1 Thiết kế chiếu sáng và động lực chi tiết
cho Trạm bơm
Chương 1 Tính tốn thiết kế chiếu sáng
1.1 Khái quát chung về thiết kế chiếu sáng
Để thuận tiện cho việc tìm hiểu sâu hơn về kỹ thuật chiếu sáng, sau đây chúng
tôi xin liệt kê một vài khái niệm cơ bản hay dùng trong chiếu sáng:
Quang thông(Φ)
Đại lượng thông lượng ánh sáng dùng trong kỹ thuật chiếu sáng được đo trong
đơn vị lumens(lm). Một lumen của ánh sáng, khơng phụ thuộc vào bước sóng của nó
(màu), tương ứng với độ sáng mà mắt người cảm nhận được. Mắt người cảm nhận
khác nhau đối với các ánh sáng có bước sóng khác nhau, cảm nhận mạnh nhất đối
với bước sóng 555 nm.
Cường độ sáng(I)

5


Cường độ sáng I, đo trong đơn vị candela(cd). Đó là thông lượng của một
nguồn sáng phát ra trong một đơn vị góc khơng gian (steradian).
Candela là một đơn vị cơ bản dùng trong việc đo thông số nguồn sáng và được
tính như sau: 1 candela là cường độ mà một nguồn sáng phát ra 1 lumen đẳng hướng
trong một góc đặc. Một nguồn sáng 1 candela sẽ phát ra 1 lumen trên một diện tích 1
mét vng tại một khoảng cách một 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) là đại lượng đặc trưng cho thông lượng ánh sáng trên một
đơn vị diện tích. Một diện tích mặt cầu 1m 2có một nguồn sáng cường độ 1 candela sẽ
có độ rọi là 1 lux. 1lux = 1lm/ 1m2.
Độ chói(L)
Độ chói L là cường độ của một nguồn sáng phát ánh sáng khuếch tán mở rộng hoặc
của một vật phản xạ ánh sáng. Độ chói là đại lượng đặc trưng cho mật độ phân bố
cường độ sáng I trên một bề mặt diện tích S theo một phương cho trước. 1nit = 1cd/
1m2.
Hệ số phản xạ(ρ)
Hệ số phản xạ của một vật thể là đại lượng đo bằng tỷ số giữa quang thông
phản xạ(Φr) của vật thể so với quang thơng tới của nó(Φ).
ρ=Φr/Φ
Hệ số hấp thụ(α)
Hệ số hấp thụ của một vật thể là đại lượng đo bằng tỷ số giữa quang thông
được hấp thụ (Φa) của vật thể so với quang thơng tới của nó(Φ).
α= Φa/ Φ
Phân bố phổ
6

Phân bố phổ trình diễn phổ của bức xạ vùng nhìn thấy nêu lên mối tương quan
giữa cơng suất bức xạ phụ thuộc vào bước sóng.
Nhiệt độ màu
Nhiệt độ màu(đo bằng đơn vị Kenvin) là màu của ánh sáng mà nguồn sáng
phát ra. Nhiệt độ màu được định nghĩa là nhiệt độ tuyệt đối của một vật bức xạ đen
có phổ bức xạ giống phổ bức xạ của nguồn sáng.
Độ hoàn màu
Độ hoàn màu được biểu diễn bằng chỉ số hồn màu(CRI) có độ lớn từ 0 đến
100, diễn tả độ hoàn màu của các vật được chiếu sáng trong mắt người so với màu
thực của nó. CRI càng cao thì khả năng hồn màu càng lớn.
Hiệu suất của đèn
Hiệu suất của đèn là đại lượng đo hiệu suất của nguồn sáng trong đơn vị
lumen trên Oát (L/W), là tham số xác định lượng ánh sáng phát ra khi tiêu thụ một
Oát (W) năng lượng điện.
Thời gian sống trung bình
Thời gian sống trung bình là thời gian mà 50% số lượng đèn sử dụng bị cháy
(thường được xác định trong phịng thí nghiệm).
1.2 Tổng quan về các loại bóng và nguồn sáng cần thiết
Công nghệ chiếu sáng ngày càng thay đổi, các nhà sản xuất liên tục đưa ra
những sản phẩm mới có tính năng cũng như hiệu quả chiếu sáng cao, công nghệ hiện
đại. Những sản phẩm này dần dần thay thế những loại đèn cũ vừa tốn điện, hiệu suất
thấp và tuổi thọ khơng cao. Với mục đích giúp người sử dụng có thể chọn và sử dụng
các loại đèn trong ứng dụng thực tế, chúng tôi xin giới thiệu một số loại bóng đèn và
những đặc trưng của chúng.
1.2.1 Bóng đèn Sợi đốt
I.1.2.1.1 Bóng đèn Sợi đốt thông dụng
7

Bóng đèn sợi đốt nói chung là đèn có sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn, chúng có
nhiều dạng bóng đèn khác nhau (trong suốt, mờ, trắng đục, màu, v..v.). Phần lớn hiện
nay là loại trắng đục có cơng suất trong khoảng 15 đến 1000 watts có đui xốy hoặc
đui ngạnh. Một số loại của bóng đèn này thuộc loại để trang trí có hình dạng như
ngọn nến hoặc hình chữ nhỏ. Những loại bóng này rất khơng hiệu quả hiệu suất chỉ
khoảng 11-19 lm/W. Thơng thường chúng có thời gian sống tương đối ngắn khoảng
1000 giờ, nhưng chúng có giá thành ban đầu thấp và CRI=100, CT=2700K. Với
những tiến bộ hiện thời của đèn huỳnh quang thu gọn và đèn sợi đốt pha hơi halogen
thì việc tiếp tục sử dụng đèn sợi đốt thơng thường là khó chấp nhận.
1.2.1.2. Bóng đèn Sợi đốt có lớp phản xạ
Bóng đèn Sợi đốt có lớp phản xạ là loại bóng sợi đốt Wolfram tiêu chuẩn có
bóng đèn được tráng ở mặt trong hay mặt ngoài một lớp phản xạ để tăng cường tập
trung ánh sáng theo một hướng nhất định. Bóng đèn này thường có hai loại: Loại
bóng có dạng chụm có lớp phản xạ nhơm và loại bóng phản xạ dạng nở xịe. Cũng
giống như các bóng sợi đốt khác loại bóng này có thời gian sống ngắn, hiệu suất rất
thấp. Cơng suất của bóng trong khoảng 40-300W.

1.2.1.3 Bóng đèn sợi đốt Halogen
Bóng đèn sợi đốt halogen thường có một hoặc hai đầu dùng ngay nguồn điện
lưới không qua bộ biến đổi điện. Cũng thuộc loại bóng đèn sợi đốt nên chúng có
hiệu suất thấp so với các loại bóng khác. Tuy nhiên nhờ có các ngun tử khí
halogen nên so với bóng sợi đốt thơng thường chúng có hiệu suất cao hơn 20% và
đặc tính quang học cũng ổn định hơn với thời gian. Ngồi ra những bóng halogen
loại mới với lớp tráng phản xạ tia hồng ngoại làm tăng hiệu suất của chúng lên đến
25-30% so với bóng halogen thơng thường.
Những đặc trưng chính của loại bóng đèn này là:
• Cơng suất 25-250 Watt (loại một đầu), 60-2000Watt (loại hai đầu);
8

• CT=3000 Kelvin, CRI=100;
• Hiệu suất 11-17 lm/W (một đầu) và 14-23 lm/W (hai đầu);
• Tuổi thọ khoảng 2000 giờ (một đầu) và 3000 giờ (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 là loại bóng huỳnh quang ống dài có đường kính
lớn nhất và là được thiết kế đầu tiên. Những bóng đèn loại này đang lưu dùng hiện
nay được tráng bột huỳnh quang halophosphate thông thường và nạp khí argon.
Chúng là những bóng đèn huỳnh quang hiệu suất thấp nhất và được khuyến cáo
không nên lắp đặt mới và nên thay bằng bóng đèn huỳnh quang có đường kính 26
mm.
Đặc điểm của bóng đèn huỳnh quang T12:
•
•
•
•

Cơng suất P = 20 - 140 Watt;
CT=3000 - 4100 K, CRI= 60 – 85;
Hiệu suất = 45 - 100 lm/W (phổ biến là 70 lm/W dùng chấn lưu điện từ);
Tuổi thọ trung bình - 8000 giờ.

1.2.2.2 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 26mm(T8)
Đây là loại bóng đèn huỳnh quang ống dài thơng dụng nhất ở Châu Âu.
Đường kính của chúng bằng 26 mm. Bóng T8 là một trong các nguồn sáng huỳnh
quang hiệu suất cao. Hơn nũa giá của chúng hiện nay thấp hơn giá của bóng T12.
Bóng T8 được phân ra làm ba loại tuỳ thuộc vào loại bột phosphor tráng lên mặt
trong thành ống:
Bột huỳnh quang halophosphate: Bột này được sử dụng đã nhiều năm nay nhưng
có nhược điểm là để đạt được chỉ số hoàn màu tốt thì lại phảihy sinh chỉ tiêu về

hiệu suất. Chỉ số hoàn màu trong khoảng từ 50 đến 75.

9


- Bột huỳnh quang ba màu (còn gọi là triphosphors): loại bột này vừa có chỉ
số hồn màu tốt vừa có hiệu suất cao tuy nhiên nó đắt hơn bột huỳnh quang
thông thường. Chỉ số màu nằm trong khoảng từ 80 đến 85.
- Bột huỳnh quang đa màu: chúng có chỉ số hoàn màu cao nhưng hiệu suất
hơi thấp hơn so với bột ba màu. CRI của chúng thường bằng 90 hoặc hơn.
Bóng đèn đường kính 26mm tráng bột huỳnh quang thơng thường phát cùng
thơng lượng ánh sáng tính trên một đơn vị độ dài như bóng đèn đường kính 38 mm
nhưng chúng tiêu thụ năng lượng ít hơn 8%. Cùng loại bóng đèn nhưng tráng bột ba
màu khơng những tiêu thụ năng lượng ít hơn 8% nhưng phát hơn 10% thơng lượng
và có CRI cao hơn.
Bóng đèn dùng bột huỳnh quang đa màu có CRI rất cao thường dùng trong
triển lãm, bảo tàng, phòng trưng bày tranh v..v. và những ứng dụng khác địi hỏi chỉ
số hồn màu cao.
Đặc trưng của 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 giờ

1.2.2.3 Bóng đèn Huỳnh quang đường kính ống 16mm(T5)
Xuất hiện trên thị trường năm 1995 loại bóng đèn này là sản phẩm mới của bóng
đèn huỳnh quang ống dài đường kính chỉ có 16 mm. Loại bóng nhỏ này có hiệu
suất tăng hơn 7% so với T8 (hiệu suất của nó là 95 so với 89%của T8). Thêm vào
đó T5 cũng có lớp phản xạ tráng cùng lớp bột huỳnh quang nên hiệu suất của nó
cũng cao hơn so với loại T8 có lớp phản xạ. Bóng T5 yêu cầu ổ cắm, chấn lưu và
máng đèn riêng của nó. Do vậy loại bóng đèn này thường dùng để lắp đặt mới.
10


Đặc trưng của 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 giờ.
1.1.2.4 Bóng đèn Huỳnh quang chân cắm.
Đây là loại bóng huỳnh quang thu gọn có chân cắm vào chấn lưu điện tử.
Những đặc trưng chính:
•
•
•
•

P = 5 - 55 Watt;
CT = 2700 - 6000 Kelvin; CRI =85 – 98;
Hiệu suất = 45 -87 lm/W (70 cho đèn tráng bột huỳnh quang 3 màu);
Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 giờ.

1.1.2.5 Bóng đèn Huỳnh quang tích hợp chấn lưu (bóng đèn compact)
Loại bóng đèn này gắn liền với chấn lưu và đui ngạnh hoặc xốy để cắm thẳng
vào ổ cắm của bóng sợi đốt tiêu chuẩn.
Bóng đèn với chấn lưu liền được thiết kế để thay đèn sợi đốt. Giá của chúng
giảm nhiều trong thời gian gần đây khiến việc thay thế của chúng ngày càng thuận
lợi. tuy nhiên để lắp đặt đèn mới thì loại chấn lưu rời nói ở trên vẫn được ưa chuộng
hơn.

Đặc trưng cơ 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
11


Khơng giống như các loại pha trộn, bóng đèn thủy ngân cao áp tiêu chuẩn
khơng có điện cực khởi động. Do chúng có hiệu suất thấp, CRI thấp và ảnh hưởng
không tốt lên môi trường do chứa thủy ngân nên loại bóng đèn này hiện đã trở nên
lỗi thời.
Đặc trưng cơ bản của 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 giờ.
1.2.4

Bóng đèn Metal Halide

Đây là loại bóng đèn phóng điện mà phần lớn ánh sáng được phát bởi hỗn hợp
hơi thủy ngân và các sản phẩm phân ly của muối kim loại nhóm halogen (halide). So
với bóng thủy ngân cao áp, bóng halide có hiệu suất cao hơn nhiều.
So với bóng đèn Natri cao áp bóng halide có cùng nhiều ưu điểm nhưng có
các đặc trưng khác nhau. Hiệu suất của MH tương đương của bóng HPS, chúng có
cơng suất trong khoảng rộng từ 50 đến 2000 W. MH có ánh sáng trắng và lạnh hơn
đèn HPS và có tính hồn màu tốt hơn HPS và do đó được dùng ở những chỗ địi hỏi
hiệu suất và tính chất hồn màu của bóng đèn. Tuy nhiên với thời gian ánh sáng của
MH cũng thay đổi. Những nhược điểm của MH so với HPS là chúng có thời gian
sống ngắn hơn để trả giá lại cho việc có tính hồn màu tốt hơn.
Đặc trưng cơ bản:
•
•
•
•

P = 35 – 3500W;
CT = 2900 – 6000K; CRI = 60 – 93;
Hiệu suất: 65 -120 lm/W;
Tuổi thọ trung bình từ 3000 đến 20000 giờ;

1.2.5 Bóng đèn Cao áp SON
1.2.5.1 Bóng Cao áp SON tiêu chuẩn

12


Trong các loại HPS thì loại HPS tiêu chuẩn có đặc trưng màu cơ bản
nhất(ngược với loại HPS trắng thông thường). Loại bóng đèn này có hiệu suất tốt
hơn và thời gian sống dài hơn so với bóng MH nhưng màu của chúng ít lạnh và ít
trắng hơn và độ hồn màu cũng khơng tốt bằng. So với bóng thủy ngân cao áp chúng
có hiệu suất cao hơn. So với bóng đèn Natri thấp áp hiệu suất của chúng thấp hơn
nhưng độ trả màu tốt hơn.
Bóng đèn HPS tiêu chuẩn có cơng suất trong khoảng từ 50 đến 1000 W.
Những bóng cơng suất cao được đặt trong vỏ bảo vệ để dùng trong các mơi trường
cơng nghiệp. Tính chất hồn màu của các đèn trong dải cơng suất nói trên làm tăng
thêm khả năng ứng dụng của chúng. Những bóng HPS có màu ấm, thời gian bật lại
ngắn, tuổi thọ dài. Chúng tương thích với các bộ đèn đường tầng cao và tầng thấp và
có thể dùng để chiếu sáng tầng cao và hắt từ trần nhà trong các công sở cơng nghiệp.
Đồng thời có thể dùng chúng trong các gian thể thao, bể bơi, tập nhịp điệu và để
chiếu sáng ngoài trời ngay cả trong các bãi đỗ xe.
Đặc trưng cơ bản:
•
•
•
•

P = 50 - 1000 W;
CT = 1700 - 2200 K; CRI = 20 – 65;
Hiệu suất = 65 - 150 lm/W (thông thường là 110);
Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 - 24000 giờ.

1.2.6 Đèn LED
• Thời kì sử dụng diode phát quang làm nguồn chiếu sáng kĩ thuật bắt đầu vào

thế kỉ 21, và diode là phần bù lí tưởng cho sự hợp nhất cơng nghệ bán dẫn và
hiển vi quang học. Sự tiêu thụ năng lượng tương đối thấp (1 đến 3 volt, 10 đến
100 miliampe) và thời gian hoạt động lâu dài của diode phát quang khiến cho
những dụng cụ này trở thành nguồn sáng hoàn hảo khi chỉ yêu cầu cường độ
chiếu ánh sáng trắng ở mức trung bình. Các kính hiển vi nối với máy tính giao
tiếp qua cổng USB, hoặc được cấp nguồn bằng pin, có thể sử dụng LED làm
nguồn sáng bên trong nhỏ gọn, ít tổn hao nhiệt, cơng suất thấp và giá thành rẻ,
13


dùng cho việc quan sát bằng mắt hoặc ghi ảnh kĩ thuật số. Một số kính hiển vi
dùng trong học tập và nghiên cứu hiện đang diode phát ánh sáng trắng bên
trong, cường độ cao làm nguồn sáng sơ cấp.
• Diode phát quang hiện nay đã được kiểm tra và thương mại hóa trong nhiều
ứng dụng đa dạng, như làm tín hiệu giao thơng, mật hiệu, đèn flash, và đèn
chiếu sáng kiểu vịng gắn ngồi cho kính hiển vi. Ánh sáng do đèn LED trắng
phát ra có phổ nhiệt độ màu tương tự với đèn hơi thủy ngân, loại đèn thuộc
danh mục chiếu sáng ban ngày. Phổ phát xạ của đèn LED trắng được biểu diễn
trong hình 3, cực đại phát tại 460nm là do ánh sáng xanh lam phát ra bởi diode
bán dẫn gallium nitride, còn vùng phát sáng rộng cường độ cao nằm giữa 550
và 650nm là do ánh sáng thứ cấp phát ra bởi phosphor phủ bên trong lớp vỏ
polymer. Sự tổng hợp các bước sóng tạo ra ánh sáng “trắng” có nhiệt độ màu
tương đối cao, là vùng bước sóng thích hợp cho việc chụp ảnh và quan sát ở
kính hiển vi quang học.
1.3:Tính tốn hệ thống chiếu sáng và động lực cho trạm bơm
Dùng đèn sợi đốt có cos = 1. Trần nhà cao h = 4,5 (m), mặt công tác h2 = 1,4
(m), độ cao treo đèn cách trần h1 = 0,6 (m).
Vậy H = 4,5 - 1,4 – 0,4 = 2,5 (m)
Tra bảng chiếu sáng nhà xưởng chọn L/H = 1,8
Xác định được khoảng cách giữa các đèn L = 1,8.2,5 = 4,5 (m)

Chọn L = 5 (m)
Đèn được bố trí làm 2 dãy cách nhau 5 (m), cách tường 3 (m), tổng cộng có 6
bóng, mỗi bóng cách nhau 5 (m), cách tường 2,5 (m).
Xác định chỉ số bóng

Hệ số dự trữ kdt = 1,3; hệ số tính tốn z = 1,1
Tra bảng xác định hệ số phản xạ của tường Ptg% = 50%
14


Tra bảng xác định hệ số phản xạ của trần Ptr% = 30%
Tra bảng phục lục tìm hệ số phản sử dụng Ksd = 0,48
Quang thông của mỗi đèn

= 1.589 (Lm)
Tra bảng chọn đèn sợi đốt có cơng suất 150 (w) có quang thơng 1.722 (Lm) >
1.589 (Lm)
Tổng cơng suất chiếu sáng toàn xưởng trạm bơm
P = 6.150 = 900 (w)
Đặt tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào tram bơm và lấy điện từ tủ phân phối trạm
bơm về. Tủ gồm 1 Attomat 3 pha và 2 Attomat 1 pha, mỗi Attomat 1 pha cấp điện
cho 3 bóng đèn.
Chọn Attomat 3 pha

Itt = = = 1,4 (A)
Chọn Attomat 1 pha
Itt = = = 2.045 (A)
Chọn dây đi từ Attomat tổng tới 2 Attomat nhánh là dây hạ áp lõi đồng cách
điện PVC do CADIVI chế tạo (dây cứng 1 sợi) có thiết diện ruột dẫn điện 1,13 mm2.
 Tính tốn cho Trạm bơm.

- Công suất động lực.
12 máy bơm: Pđ = 12 (KW), cosφ = 0,78 chọn Kđt = 0,85
∑ Pdi
P8đl = Kđt.
= 0,85 . ( 12 . 12 ) = 122,4 (KW)
Ptt8= Pđl.Kđt=122,4.0,85=104,04 (KW)
P8
cosϕ
S8đl =
= = 133,38 (KVA)
- Công suất chiếu sáng.
Lấy công suất phụ tải là P0 = 12 (W/m2), mỗi phịng có diện tích là 160(m2),
gồm 6 phòng.
15


P8cs = F . N . P0 = 160 . 6 .12 = 11,52 (KW)
P8cs
11,52
cosϕ 0,78
S8cs =
=
= 14,77 (KVA)
Vậy P8 = Ptt8 + P8cs = 104,04 + 11,52 = 115,56 (KW)
S8 = S8đl + S8cs = 133.38 + 14,77 = 148,75 (KVA)

16


Phần 2:Thiết kế cung cấp điện cho xã

Chương 1: Xác định phụ tải và tính tốn cho tồn xã
1.1.Khái qt trạm biến áp
Trạm máy biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung
cấp điện. Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện
áp khác. Các trạm biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy
phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất. Dung
lượng của các nhà máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành của các
trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiểu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống
cung cấp điện. Vì vậy việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc
lựa chọn phương án cung cấp điện. Dung lượng và các tham số khác của nhà máy
biến áp phụ thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp của mạng, vào phương thức
vận hành của máy biến áp v.v… Vì thế để lựa chọn được trạm biến áp tốt nhất,
chúng ta phải xét tới nhiều mặt và phải tiến hành tính tốn so sánh kinh tế - kỹ thuật
giữa các phương án đặt ra. Thông số quan trọng nhất của máy biến áp là điện áp định
mức và tỷ số biến áp U1/U2. Hiện nay nước ta đang dùng các cấp điện áp sau đây:
1.1.1 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;
1.1.2 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.
1.1.3 Cấp hạ áp
17


380/220 V – dùng trong mạng điện hạ áp. Trung tính nối đất trực tiếp.
Do lịch sử để lại, hiện nay ở nước ta còn dùng 66, 35, 15, 10, và 6 kv, nhưng
trong tương lai các cấp điện áp nêu trên sẽ được cải tạo để dùng thống nhất cấp 22
kv.

1.2 Phân loại
Trạm phân phối điện và trạm biến áp. Trạm phân phối điện chỉ gồm các thiết
bị điện như cầu dao cách ly, maý cắt điện, thanh góp v.v… dùng để nhận và phân
phối điện năng đi các phụ tải, khơng có nhiệm vụ biến đổi điện áp. Trạm biến áp
khơng những có những thiết bị trên mà cịn có các máy biến áp dùng để biến đổi điện
áp từ cao xuống thấp hoặc ngược lại. Người ta phân loại trạm biến áp theo nhiệm vụ
sau:
1.2.1 Trạm biến áp trung gian
Trạm có nhiệm vụ nhận điện của hệ thống điện ở cấp cao áp có U = 110 – 220
kv để đổi thành cấp trung áp có U = 22 – 35 kv.
1.2.2 Trạm biến áp phân xưởng
Trạm nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi xuống các loại điện áp
thích hợp để phục vụ cho các phụ tải phân xưởng.Phía sơ cấp có thể là 22 hoặc 35
kv, phía thứ cấp co thể là 660V, 380/220 V hoặc 220/127 V. Về mặt hình thức và cấu
trúc của trạm người ta chia thành trạm ngoài trời và trạm trong nhà:
• Trạm biến áp ngồi trời.
Ở loại này, các thiết bị điện như dao cách ly, máy cắt điện, máy biến áp, thanh
góp.v.v … đều đặt ngồi trời. Riêng phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà,
hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chun dùng Trạm ngồi trời thích hợp cho các
trạm biến áp trung gian cơng 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.
18


Ngồi ra cịn 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 hoặc khu
phố cũng xếp vào loại trạm biến áp ngồi trời
• Trạm biến áp trong nhà

Ở loại trạm này, tất cả các thiết bị điện đều đặt trong nhà. loại trạm này hay
gặp ở các trạm biến áp phân xưởng hoặc các trạm biến áp của các khu vực trong
thành phố Ngồi ra vì điều kiện chiến tranh, để tăng cường cơng tác bảo mật hoặc
phịng khơng người ta cịn xây dựng những trạm biến áp ngầm. Loại này khá tốn
kém về xây dựng, vận hành bảo quản khó nên ít sử dụng Ở một số xí nghiệp muốn
chống nổ, chống sự ăn mịn, ẩm ướt có hại cho các thiết bị điện, người ta phải đặt
trạm biến áp ở một địa điểm thích hợp, trạm biến áp loại này gọi là trạm biến áp độc
lập.

1.3 Kết cấu trạm biến áp và trạm phân phối
Kết cấu của trạm biến áp và trạm phân phối phụ thuộc vào công suất của trạm,
số đường dây đến và đường dây đi đến phụ tải, tầm quan trọng của phụ tải.
1.3.1 Trạm biến áp khu vực (Trạm trung gian)
Thường có cơng suất lớn có cấp điện áp từ 110 ~ 220/35kV do đó máy biến áp
và các thiết bị đóng cắt phân phối có kích thước lớn vì vậy các trạm này thường đặt
ngoài trời.
1.3.2 Trạm hạ áp.
Trạm loại này có cấp điện áp 22 ~ 35/0,4kV cơng suất tương đối nhỏ (hàng
trăm đến hàng ngàn kVA). Loại trạm biến áp này thường được dùng để cung cấp
điện cho vùng dân cư hoặc làm trạm biến áp phân xưởng.Trạm biến áp loại này
thường có kết cấu như sau: Trạm treo, Trạm cột (hay cịn gọi là trạm bệt), Trạm kín
(lắp đặt trong nhà), Trạm chọn bộ. Căn cứ vào địa hình và mơi trường, mỹ quan và
kinh phí đầu tư mà chọn loại cho phù hợp.
19


1.3.3 Trạm treo
Trạm biến áp treo là kiểu trạm toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp
đều được đặt trên cột. Tủ hạ áp đặt trên cột hoặc đặt trong buồng phân phối xây dưới
đất. Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được làm trạm công cộng đô thị

cung cấp cho một vùng dân cư. Trạm treo thường có cơng suất nhỏ dưới 400 kVA,
cấp điện áp 10 ~ 22/0,4kV. Tuy nhiên loại trạm này thường làm mất mỹ quan thành
phố nên về lâu dài loại trạm này không được dùng ở đô thị.
1.3.4 Trạm cột(còn gọi là trạm bệt)
Trạm cột thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng nơng
thơn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa. Đối với loại trạm cột thiết bị cao áp đặt trên cột,
máy biến áp đặt bệt trên bệ xi măng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà. Xung
quanh trạm có xây tường rào bảo vệ.
1.3.5 Trạm kín (trạm xây dựng trong nhà)
Trạm kín thường đựơc dùng ở những nơi cần độ an toàn cao. Loại trạm này
thường được dùng làm trạm biến áp phân xưởng.Loại trạm kín thường có 3 phịng:
Phịng cao áp đặt thiết bị cao áp phòng máy biến áp và phòng hạ áp đặt các thiết bị
hạ áp. Trong trạm có thể đặt một hay hai máy biến áp. Dưới bệ máy biến áp cần có
hố dầu sự cố. Cửa thơng gió cho phịng máy và phịng cao hạ áp, có lưới chắn đề
phịng chim, rắn, chuột.
1.3.6 Trạm trọn bộ
Trạm trọn bộ là trạm được chế tạo, lắp đặt trọn bộ trong các tủ có cấu tạo vững
chắc chịu được va đập, chống mưa, ẩm ướt. Trạm trọn bộ có ba khoảng: khoảng cao
áp, khoảng hạ áp và khoảng biến áp. Các khoảng được bố trí linh hoạt thích hợp với
điều kiện địa điểm rộng hẹp khác nhau. Các trạm biến áp trọn bộ
thường được chế tạo với công suất biến áp từ 1000 kVA trở xuống, cấp điện áp
7,2 ~ 24/0,4 kV. Trạm trọn bộ an tồn, chắc chắn, gọn đẹp, vì vậy thường được dùng
20


ở 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.
1.4 Tính tốn 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 mức 380V, các
động cơ điện một pha dùng trong sinh hoạt dân dụng và các loại đèn chiếu sáng dùng
điện áp pha 220V. Để 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.
1.4.1 Tính tốn phụ tải cho xã
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 cơng nghệ sản xuất, trình độ vận hành của
cơng nhân v.v… Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính tốn là một nhiệm vụ rất
quan trọng.

Bảng số liệu về xã nông nghiệp
Phụ tải

Số liệu

Đặc điểm

Thôn 1

180

Nông nghiệp

Thôn 2

320

Nông nghiệp

Thôn 3

220

Nông nghiệp

Thôn 4

240

Nông nghiệp

Ủy ban xã

2 tầng /mỗi tầng 4 phòng

Chiếu sáng và quạt

Trạm xá

2 tầng /mỗi tầng 6 phòng

Chiếu sáng và quạt

Trường học

Pđ=220KVA, cosφ=0,8

Chiếu sáng và quạt

Trạm bơm

2máy bơm/phịng

Bơm tưới và chiếu sáng

Tính tốn cho phụ tải đơ thị hóa
21


Lấy công suất phụ tải sinh hoạt là P0=1,5KW/hộ, hệ số cosφ=0,85, chọn Kđt=0,85
Áp dụng cơng thức:
Ptt=Pi.Kđt
Stt=
Trong đó:
H: Số hộ dân trong xã
P0: Suất phụ tải trên 1 hộ, W/m2
 Thôn 1
P1 = P0 . H = 180 . 1,5 = 270 (KW)
Ptt1=P1.Kđt=P1.Kđt=270.0,85=229,5 (KW)
Stt1 = = = 270 (KVA)
 Thôn 2
P2 = P0 . H = 320 . 1,5 = 480 (KW)
Ptt2=P2.Kđt=480.0,85=408 (KW)
S2 = = = 480 (KVA)
 Thôn 3
P3 = P0 . H = 220 . 1,5 = 330 (KW)
Ptt3=P3.Kđt=330.0,85=280,5 (KW)
S3 = = = 330 (KVA)
 Thôn 4
P4 = P0 . H = 240 . 1,5 = 360 (KW)

Ptt4=P4.Kđt=360.0,85=306
S4 = = = 360 (KVA)
Tính tốn phụ tải cho các cơng trình cơng cộng.
 Ủy ban xã.
Lấy cơng suất phụ tải là P 0 = 12 (W/m2), mỗi phịng có diện tích là 160(m 2),
gồm 16 phịng.
P5 = F . N . P 0
Trong đó:
F: diện tích phịng.
N: số phịng.
P0: công suất phụ tải.
P5 = 160 . 16 . 12 = 30,720(KW)
Ptt5=P5.Kđt=30,720.0,85=26,112(KW)
22


S5 = == 30,720 (KVA)
 Trạm xá.
Lấy suất phụ tải của trạm xá là P0 = 10(W/m2)
P6 = F . N . P0 =160 . 12 . 10 = 19,2 (KW)
Ptt6=P6.Kđt=19,2.0,85=16,32 (KW)
P6
cosϕ
S6 =
== 19,2 (KVA)
 Trường học.
P7 = 176 (KW)
S7 = 220 (KVA)
Cosφ = 0,8
 Trạm bơm.

- Công suất động lực.2 máy bơm: Pđ = 32 (KW), cosφ = 0,78 chọn Kđt = 0,85
∑ Pdi
P8đl = Kđt.
= 0,85 . ( 2 . 32 ) = 54,4 (KW)
Ptt8= Pđl.Kđt=54,4.0,85=64 (KW)
P8
cosϕ
S8đl =
= = 82,1 (KVA)
- Công suất chiếu sáng.
Lấy công suất phụ tải là P0 = 12 (W/m2), mỗi phịng có diện tích là 160(m2),
P8cs = F . N . P0 = 160.12 = 1,92 (KW)
P8cs
cosϕ
S8cs =
= = 2,46 (KVA)
Vậy P8 = Ptt8 + P8cs = 64+1,92 = 19,26 (KW)
S8 = S8đl + S8cs = 82,1+2,46 = 84,56(KVA)
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

Tên phụ tải
Thôn 1

Thôn 2
Thôn 3
Thôn 4
Ủy ban xã
Trạm xá
Trường học
Trạm bơm

Cosφ
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
0,8
0,78

Ptt (KW)
229,5
406
280,5
306
26,112
16,32
176
19,26
23

Qtt(KVAr)

142,2
252,8
173,8
189,6
16,2
10,11
132
82,33

Stt (KVA)
270
480
330
360
30,72
19,2
220
84,56


→ Vậy phụ tải tính tốn của tồn xã là:

Ptt=Kđt.∑Ptt=0,85.(229,5+406+280,5+306+26,112+16,32+176+19,26
=1241,3727 (KW)
Tổng cơng suất phụ tải của tồn xã là :
Stt = Kđt.∑Stt=0,85.(270+480+330+360+30,72+19,2+220+84,56)
=1534,2885(KVAr)
Pcosϕ1 + P2cosϕ2 + ... + Pn cosϕn
cosϕtb = 1
P1 + P2 + ... + Pn

= 0,85
1.5 Lựa chọn máy cắt điện và cầu chì
Máy cắt điện, kí hiệu MC, là thiết bị đóng cắt mạch điện cao (trên 1000 V).
Ngồi nhiệm vụ đóng, cắt điện phụ tải phục vụ cho cơng tác vận hành, máy cắt cịn
có chức năng cắt dòng điện ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống cung cấp
điện.
Máy cắt cũng được chế tạo nhiều chủng loại, nhiều kiểu cách, mẫu mã. Có
máy cắt ít dầu, máy cắt nhiều dầu, máy cắt khơng khí, máy cắt chân khơng, máy cắt
khí SF6. Máy cắt hợp bộ (MCHB) là loại máy cắt chế tạo thành tủ, trong đó đặt sẵn
máy cắt và 2 dao cách li, loại này dùng rất tiện lợi cho các trạm biến áp hoặc trạm
phân phối kiểu trong nhà. Máy cắt phụ tải (MCPT) bao gồm dao cắt phụ tải dùng kết
hợp với cầu chì, trong đó dao cắt phụ tải dùng để đóng cắt dịng phụ tải cịn cầu chì
(CDPT-CC) để cắt dịng ngắn mạch. Máy cắt phụ tải rẻ tiền hơn nhưng làm việc
không chắc chắn, tin cậy bằng máy cắt.
Máy cắt điện được
chọn và kiểm tra theo các điều kiện ghi trong bảng.
Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt
Các điều kiện chọn và kiểm Điều kiện
tra
Điện áp định mức (kV)

UđmMCUđm mạng

Dòng điện định mức (A)

IđmMCIlv max

Dịng cắt định mức (kA)

ICđmI”N

Cơng suất cắt định mức (MVA)

SCđmS”N
24


Dịng điện ổn định động (kA)

Iơđđixk

Dịng điện ổn định nhiệt (kA)

Iođnh

Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải
Các điều kiện chọn và kiểm tra

Điều kiện

Điện áp định mức (kV)

UđmMCUđmLĐ

Dịng điện định mức (A)

IđmMCIcb

Dịng điện ổn định động (kA)

IơđđIx

Dịng ổn định nhịêt (kA)

Iođnh

Dịng điện định mức của cầu chì (A)

IđmccIcb

Dịng cắt định mức của cầu chì (kA)

IcđmI”

Cơng suất cắt định mức của cầu ScđmS”
chì(MVA)

Trong 2 bảng trên:
Uđm mạng- điện áp định mức của lưới điện (kV)
Ilv max- dòng điện cưỡng bức, nghĩa là dòng điện làm việc lớn nhất đi qua máy cắt, xác
định theo sơ đồ cụ thể.
I,I” - dịng ngắn mạch vơ cơng và siêu q độ, trong tính tốn ngắn mạch lưới cung
cấp điện coi ngắn mạch là xa nguồn các trị số này bằng nhau và bằng dịng ngắn
mạch chu kì.
Ixk- dịng điện ngắn mạch xung kích,là trị số tức thời lớn nhất của dịng ngắn mạch:
Ixk= 1,8..IN
25