Thiết kế mạng điện và trạm biến áp tiêu thụ cho khu vực dân cư theo số liệu phụ tải cho trước

Đồ án Cung cấp điện
Thiết kế mạng điện và trạm biến áp tiêu thụ cho khu vực dân cư theo số liệu phụ tải
cho trước
CHƯƠNG I
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
I. Lời nói đầu:
Ngày nay với sự phát triển của khoa học – kỹ thuật, điện năng là một
nguồn năng lượng không thể thiếu. Công nghiệp sản xuất tiêu thụ điện năng
ảnh hưởng đến tất cả các lĩnh vực trong nền kinh tế quốc dân. Công nghiệp
điện là nền tảng và là động lực để kinh tế xã hội nâng cao đời sống nhân
dân.
Với nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp
năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển đó. Hệ thống điện
ngày càng phức tạp và việc thiết kế cung cấp có nhiệm về đề ra những
phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu. Một phương án cung cấp điện tối
ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành
tổn thất điện năng đồng thời là hệ thống vận hành đơn giản, thuận tiện trong
quá trình sửa chữa.
Đối với sinh viên ngành điện việc làm những đồ án thiết kế và cung
cấp điện là những bước thực tập rất cần thiết, nó giúp sinh viên từng bước
tiếp cận với thực tế công việc sau này.
Do đây là lần đầu làm đồ án lớn nên không tránh khỏi những hạn chế
thiếu xót về tài liệu tham khảo, tra cứu và quá trình tính toán (sử dụng bảng
tính excel, cách làm tròn số của mỗi phép tính …) cũng như kinh nghiệm
thực tế, vì vậy em rất mong thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến để rút kinh
nghiệm và hoàn thiện hơn về kiến thức của môn học.
1
Đồ án Cung cấp điện
II. Nhiệm vụ:
Đề tài: Thiết kế mạng điện và trạm biến áp tiêu thụ cho khu vực
dân cư theo số liệu phụ tải cho trước

III. Đặc điểm:
Nguồn điện cho khu vực được lấy từ đường dây cao áp 22KV hướng
đông nam, dài 2,5 Km, có thời gian sử dụng phụ tải cực đại T
max
= 5000h.
Đường dây hạ áp đến các điểm phụ tải có điện áp 0,4KV, có mức tổn
thất điện áp cho phép [∆U
cp
] = 10 % (40V)
Hệ số đồng thời K
đt
= 0,9; Hệ số cosϕ = 0,8;
Bảng tọa độ và công suất các điểm tải
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
S
i
(KVA) 50 60 25 10 20 40 30 25 35 80
X
i
18 2 4 5 14 17 18 20 5 1
Y
i
18 15 8 13 15 2 1 5 17 1
2
Đồ án Cung cấp điện
CHƯƠNG II
TỔNG HỢP PHỤ TẢI VÀ XÂY DỰNG CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC
CHO MÁY BIẾN ÁP
I. Tổng hợp phụ tải
Phụ tải điện: là đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các

thiết bị điện hay các hộ tiêu thụ điện năng.
Có nhiều phương pháp tổng hợp phụ tải. Ở đây ta sử dụng phương
pháp hệ số đồng thời:
∑∑
==
==
10
1
10
1
cos
i
idt
i
idttt
SKPKP
ϕ
;
Từ bảng thông số các điểm phụ tải:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
S
i
(KVA) 50 60 25 10 20 40 30 25 35 80
Ta có:
W375)80352530402010256050.(8,0.9,0cos.
10
1
KSKP
i
idttt

=+++++++++==
∑
=
ϕ
KVA
P
S
tt
Btt
75,468
8,0
375
cos
===
ϕ
Từ kết quả trên ta chọn máy biến áp phân phối do ABB chế tạo có các
thông số:
S
đm
= 500KVA; U
CA
= 22KV; U
HA
= 0,4KV; ∆P
o
= 1KW;
∆P
N
= 7KW; U
N

% = 4%; I
o
% = 5%
Kích thước: 1535x930x1625
Trọng lượng: 1695 KG
3
Đồ án Cung cấp điện
II. Chọn điểm đặt trạm biến áp và xây dựng công suất máy biến áp
1. Vị trí đặt trạm biến áp:
Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các điều kiện:
• Đặt tải trung tâm phụ tải
• Thuận lợi đối với nguồn cung cấp
• An toàn, liên tục
• Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng
• Tiết kiệm vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ nhất
• Nếu bán kính cung cấp điện > 0,8 Km, ta chọn 2 trạm biến áp. Vị trí
trạm biến áp được xác định theo công thức:
∑
∑
∑
∑
=
=
=
=
==
10
1
10
1

10
1
10
1
i
i
i
ii
i
i
i
ii
S
XS
P
XP
X
;
∑
∑
∑
∑
=
=
=
=
==
10
1
10

1
10
1
10
1
i
i
i
ii
i
i
i
ii
S
YS
P
YP
Y
Theo bảng thông số các điểm phụ tải:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
S
i
(KVA) 50 60 25 10 20 40 30 25 35 80
X
i
1,8 0,2 0,4 0,5 1,4 1,7 1,8 2 0,5 0,1
Y
i
1,8 1,5 0,8 1,3 1,5 0,2 0,1 0,5 1,7 0,1
91,0

)80352530402010256050(
)1,0.805,0.352.258,1.307,1.404,1.205,0.104,0.252,0.608,1.50(
=
+++++++++
+++++++++
=
X
89,0
)80352530402010256050(
)1,0.807,1.355,0.251,0.302,0.405,1.203,1.108,0.255,1.608,1.50(
=
+++++++++
+++++++++
=
Y
Trạm biến áp dự kiến sẽ đặt tại điểm 1 (hình 1), nhưng từ hình vẽ ta
thấy bán kính cung cấp điện từ điểm 1 đến điểm xa nhất > 0,8 Km; Vậy ta
chọn phương án đặt 2 trạm biến áp tại trung tâm hai nhóm phụ tải:
• Nhóm I: gồm các điểm tải: 1, 2, 4, 5, 9
• Nhóm II: gồm các điểm tải: 3, 6, 7, 8, 10
Và tính toán tương tự ta có điểm đặt trạm biến áp cho các nhóm:
• Nhóm I: T
1
(0,87; 1,61)
• Nhóm II: T
2
(0,95; 0,26)
4
Đồ án Cung cấp điện
2. Tính chọn máy biến áp cho từng nhóm phụ tải:

• Nhóm I:
W126)3520106050.(8,0.9,0cos.
5
1
KSKP
i
idtttI
=++++==
∑
=
ϕ
KVA
P
S
tt
BttI
5,157
8,0
126
cos
===
ϕ
Chọn máy biến áp:
S
đm
= 180KVA; U
CA
= 22KV; U
HA
= 0,4KV; ∆P

o
= 530W;
∆P
N
= 3150W; U
N
% = 4%; I
o
% = 5%
Kích thước: 1260x770x1420
Trọng lượng: 880 KG
• Nhóm II:
W144)8025304025.(8,0.9,0cos.
5
1
KSKP
i
idtttII
=++++==
∑
=
ϕ
KVA
P
S
tt
BttII
180
8,0
144

cos
===
ϕ
Chọn máy biến áp:
S
đm
= 200KVA; U
CA
= 22KV; U
HA
= 0,4KV; ∆P
o
= 530W;
∆P
N
= 3450W; U
N
% = 4%; I
o
% = 5%
Kích thước: 1290x780x1450
Trọng lượng: 885 KG
5
Đồ án Cung cấp điện
III. Sơ đồ nối điện
Hình 2: Sơ đồ nối điện
Chiều dài các đoạn dây:
Nhóm I Nhóm II
[T
1

, 1] = 0,95 Km [T
2
, 3] = 0,77 Km
[T
1
, 4] = 0,49 Km [T
2
, 6] = 0,75 Km
[T
1
, 5] = 0,54 Km [T
2
, 8] = 1,08 Km
[T
1
, 9] = 0,38 Km [T
2
, 10] = 0,86Km
[2, 9] =0,36 Km [6, 7] = 0,14 Km
L
1
(CA) 2,5 Km
L
2
([T
1
, T
2
]) 1,4 Km
(1) 50KVA

(2) 60KVA
(4) 10KVA
(5) 20KVA
(9) 35KVA
X
Y
0
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
0,5
1,0
1,5
2,0
1
T1
T2
(3) 25KVA
(8) 25KVA
(6) 40 KVA
(7) 30KVA
(10) 80KVA
6
Đồ án Cung cấp điện
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN DÂY DẪN
I. Phần cao áp

Để tính toán tiết diện dây dẫn cho đường dây cao áp, ta chọn phương
pháp tính toán tiết diện dây dẫn theo chỉ tiêu kinh tế.
Với T
max

= 5000h; Tra bảng J
kt
= 1,1
Ta chọn tiết diện dây dẫn không thay đổi trên cả chiều dài đường dây:
kt
td
J
I
F
=
;
21
2211

.3
1
22
LL
LSLS
U
I
n
td
+
+
=

Với: U
n
= 22KV; S

1
= 157,5 + 180 = 337,5 KVA; S
2
= 180 KVA;
L
1
= 2,5Km;

L
2
= 1,4Km;
Suy ra ta có:
)(9,6)(6,7

.3
1
2
21
2211
22
mmFA
LL
LSLS
U
I
n
td
=⇒=
+
+

=
Để đảm bảo độ bền cơ học ta chọn dây: AC 25 có các thông số:
r
o
= 1,38 Ω/Km;
⇒
R
1
= L
1
.r
o
= 2,5.1,38 = 3,45 (Ω)
x
o
= 0,37 Ω/Km;
⇒
X
1
= L
1
.x
o
= 2,5.0,37 = 0,93 (Ω)
⇒
R
2
= L
2
.r

o
= 1,4.1,38 = 1,93 (Ω)
⇒
X
2
= L
2
.x
o
= 1,4.0,37 = 0,52 (Ω)
Hao tổn điện áp thực tế trên đường dây:
)(09,66
22
52,0.180.6,093,1.180.8,093,0.5,337.6,045,3.5,337.8,0

V
U
XQRP
U
tt
=
+++
=
+
=∆
∑ ∑
Như vậy dây dẫn ta chọn thỏa mãn.
7
Đồ án Cung cấp điện
II. Phần hạ áp

Phần hạ áp ta chọn mỗi lộ ra của trạm biến áp có cùng tiết diện. Xác
định tiết diện dẫn theo hao tổn điện áp cho phép:
acp
UU
lP
F
∆
=
∑

.
γ
với
2
.
7,31
mm
m
A
Ω
=
γ
;
1. Trạm biến áp T
1
:
Trạm biến áp T
1
gồm 4 lộ ra: [T
1

, 1], [T
1
, 4], [T
1
, 5], [T
1
, 9, 2]
• Tính tiết diện dây dẫn lộ [T
1
, 9, 2]:
)(768,0.608,0.35
]9,[
1
KWP
T
=+=
)(576,0.606,0.35
]9,[
1
KVArQ
T
=+=
)(488,0.60
]2,9[
KWP
==
)(366,0.60
]2,9[
KVArQ
==

)(29,30
4,0
36,0.35,0.3638,0.35,0.57
.
V
U
XQ
U
cp
=
+
==∆
∑
)(71,929,3040][ VUUU
cpcpacp
=−=∆−∆=∆
)(91,374
71,9.4,0.7,31
1000).36,0.4838,0.76(

.
2
mm
UU
lP
F
acp
=
+
=

∆
=
∑
γ
Chọn dây A 400
r
o
= 0,008 Ω/Km
x
o
= 0,37 Ω/Km
)(95,32
4,0
37,0.36,0.3637,0.38,0.57008,0.36,0.48008,0.38,0.76

V
U
XQRP
U
tt
=
+++
=
+
=∆
∑ ∑

(thỏa mãn)
• Tính tiết diện dây dẫn lộ [T
1

, 1]:
0,4 KV
Ucp% = 10%
1
T
0.38 Km
35 KVA
cos
ϕ
= 0,8
0,36 Km
2
9
60 KVA
cos
ϕ
= 0,8
∆
8
Đồ án Cung cấp điện
)(408,0.50
]1,[
1
KWP
T
==
)(306,0.50
]1,[
1
KVArQ

T
==
)(94,24
4,0
95,0.35,0.30
.
V
U
XQ
U
cp
===∆
∑
)(06,1594,2440][ VUUU
cpcpacp
=−=∆−∆=∆
)(20099,198
06,15.4,0.7,31
1000.95,0.40

.
2
mm
UU
lP
F
acp
≈==
∆
=

∑
γ
Chọn dây A 240
r
o
= 0,132 Ω/Km
x
o
= 0,347 Ω/Km
)(26,37
4,0
347,0.95,0.30132,0.95,0.40

V
U
XQRP
U
tt
=
+
=
+
=∆
∑ ∑
(thỏa
mãn)
Tương tự ta tính tiết diện dây dẫn cho các lộ còn lại và kết quả được
cho ở bảng dưới đây (các dây dẫn đều thỏa mãn điều kiện):
L
(Km)

S
(KVA)
P
(KW)
Q
(KVAr)
∆U
cp
(V)
∆U
acp
(V)
F (mm
2
) DD
r
o
(Ω/Km
)
x
o
(Ω/Km
)
∆U
tt
(V)
[T
1
,1] 0,95 50 40 30 24,94 15,06 198,96 A 240 0,132 0,347 37,26
[T

1
,4] 0,49 10 8 6 2,57 37,43 8,26 A 25 1,38 0,37 16,24
[T
1
,5] 0,54 20 16 12 5,67 34,33 19,85 A 25 1,38 0,37 35,80
2. Trạm biến áp T
2
:
Trạm biến áp T
2
gồm 4 lộ ra: [T
1
, 3], [T
1
, 8], [T
1
, 10], [T
1
, 6, 7]
• Tính tiết diện dây dẫn lộ [T
2
, 6, 7]:
)(568,0.308,0.40
]6,[
2
KWP
T
=+=
0,95 km
T

1
1
0,4 KV
∆
Ucp% = 10%
50 KVA
cos
ϕ
= 0,8
0,4 KV
Ucp% = 10%
2
T
0,75 Km
40 KVA
cos
ϕ
= 0,8
0,14 Km
7
6
30 KVA
cos
ϕ
= 0,8
∆
9
Đồ án Cung cấp điện
)(426,0.306,0.40
]6,[

2
KVArQ
T
=+=
)(248,0.30
]7,6[
KWP
==
)(186,0.30
]7,6[
KVArQ
==
)(46,28
4,0
14,0.35,0.1875,0.35,0.42
.
V
U
XQ
U
cp
=
+
==∆
∑
)(54,1146,2840][ VUUU
cpcpacp
=−=∆−∆=∆
)(31099,309
54,11.4,0.7,31

1000).14,0.2475,0.56(

.
2
mm
UU
lP
F
acp
≈=
+
=
∆
=
∑
γ
Chọn dây A 400
r
o
= 0,008 Ω/Km
x
o
= 0,37 Ω/Km
)(38,32
4,0
37,0.14,0.1837,0.75,0.42008,0.14,0.24008,0.75,0.56

V
U
XQRP

U
tt
=
+++
=
+
=∆
∑ ∑

(thỏa mãn)
• Tính tiết diện dây dẫn lộ [T
2
, 3]:
)(208,0.25
]3,[
21
KWP
T
==
)(156,0.25
]3,[
2
KVArQ
T
==
)(11,10
4,0
77,0.35,0.15
.
V

U
XQ
U
cp
===∆
∑
)(89,2911,1040][ VUUU
cpcpacp
=−=∆−∆=∆
)(63.40
89,29.4,0.7,31
1000.77,0.20

.
2
mm
UU
lP
F
acp
==
∆
=
∑
γ
Chọn dây A 50
r
o
= 0,64 Ω/Km
x

o
= 0,354 Ω/Km
)(86,34
4,0
354,0.77,0.1564,0.77,0.20

V
U
XQRP
U
tt
=
+
=
+
=∆
∑ ∑
(thỏa
mãn)
0,77 km
T
2
3
0,4 KV
∆
Ucp% = 10%
25 KVA
cos
ϕ
= 0,8

10
Đồ án Cung cấp điện
sTương tự ta tính tiết diện dây dẫn cho các lộ còn lại và kết quả được cho ở
bảng dưới đây:
L
(Km)
S
(KVA)
P
(KW)
Q
(KVAr)
∆U
cp
(V)
∆U
acp
(V)
F (mm
2
) DD
r
o
(Ω/Km
)
x
o
(Ω/Km
)
∆U

tt
(V)
[T
2
,3] 0,77 25 20 15 10,11 29,89 40,63 A 50 0,64 0,354 34,86
[T
2
,8] 1,08 25 20 15 14,18 25,83 65,96 A 70 0,46 0,361 39,46
[T
2
,10] 0,86 80 64 48 15,48 24,52 177,03 A 400 0,008 0,37 39,28
Nhận thấy lựa chọn dây dẫn thỏa mãn điều kiện.
Chú ý: Đối với lộ [T
2
, 10] do công suất điểm đặt rất lớn 80KVA (so
với các điểm phụ tải khác trong cùng khu vực) nên khi tính toán ta phải chọn
dự kiến: x
o
= 0,15 Ω/Km và chọn dây dẫn loại A400 để tránh tổn thất điện áp
quá lớn.
Sau khi tính toán tiết diện dây dẫn ta có thể biểu diễn lưới điện bằng sơ đồ:

AC25 2,5Km
T2: 200KVA; 22/0,4KV
T1: 180KVA; 22/0,4KV
(3) 25KVA cos
ϕ
= 0,8
(8) 25KVA cos
ϕ

= 0,8
(10) 80KVA cos
ϕ
= 0,8
(6) 40KVA cos
ϕ
= 0,8
(7) 30KVA cos
ϕ
= 0,8
A50 0,77Km
A70 1,08Km
A400 0,86Km
A400 0,75Km
A400 0,14Km
A400 0,38Km
(9) 35KVA cos
ϕ
= 0,8
(2) 60KVA cos
ϕ
= 0,8
A400 0,36Km
(5) 20KVA cos
ϕ
= 0,8
(4) 10KVA cos
ϕ
= 0,8
(1) 50KVA cos

ϕ
= 0,8
A240 0,95Km
A25 0,49Km
A25 0,54Km
AC25
0,14Km
11
Đồ án Cung cấp điện
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
I. Tính toán ngắn mạch
Tính toán ngắn mạch nhằm tạo cơ sở cho việc so sánh, lựa chọn
những phương án cấp điện hợp lý nhất, xác định chế độ làm việc của các hộ
tiêu thụ khi xảy ra sự cố, đưa ra biện pháp hạn chế dòng ngắn mạch. Kết quả
tính toán ngắn mạch còn dùng để kiểm tra các thiết bị đã chọn trong hệ
thống. Từ các số liệu tính toán ngắn mạch ta thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống
bảo vệ rơle.
Điểm được chọn để tính ngắn mạch là những điểm mà tại đó khi xảy
ra ngắn mạch, thiết bị phải làm việc trong điều kiện nặng nề nhất. Căn cứ
vào sơ đồ nguyên lý và cách bố trí các thiết bị trên sơ đồ ta chọn một số
điểm ngắn mạch như sau:
1. Với trạm biến ápT
1
:
Số liệu máy biến áp:
S
đm
= 180KVA; U
CA

= 22KV; U
HA
= 0,4KV; ∆P
o
= 530W;
∆P
N
= 3150W = 3,15 KW; U
N
% = 4%; I
o
% = 5%
Đường dây A25: r
o
= 1,38 Ω/Km; x
o
= 0,37 Ω/Km; L = 0,49 Km;
Sơ đồ thay thế:
)(016,010.
180
4,0.15,3
10.
.
3
2
2
3
2
2
Ω==

∆
=
dm
dm
N
B
S
UP
R
)(039,0
22
Ω=+=⇒
BB
B
XRZ
)(036,010.
180
4,0.4
10.
%.
2
2
Ω===
dm
dm
N
B
S
UU
X

N
1
22 KV
0,4 KV
A25 0,49 Km
R
X
R X
B
B d
d
N
1
C
12
Đồ án Cung cấp điện
)(676,038,1.49,0.
Ω===
od
rLR
)(181,037,0.49,0.
Ω===
od
xLX
Tổng điện trở và điện kháng toàn mạch là:
)(692,0676,0016,0
Ω=+=+=
Σ
dB
RRR

)(217,0181,0036,0
Ω=+=+=
Σ
dB
XXX
)(725,0
22
Ω=+=⇒
ΣΣ
Σ
XRZ
Ngắn mạch trên đường dây:
)(54,318
725,0.3
400
.3
A
Z
U
I
N
===
Σ
Ngắn mạch trên thanh cái:
)(92,5)(5921
039,0.3
400
.3
KAA
Z

U
I
B
NTC
====
2. Với trạm biến áp T
2
:
Số liệu máy biến áp:
S
đm
= 200KVA; U
CA
= 22KV; U
HA
= 0,4KV; ∆P
o
= 530W;
∆P
N
= 3450W = 3,45 KW; U
N
% = 4%; I
o
% = 5%
Đường dây A50: r
o
= 0,64 Ω/Km; x
o
= 0,354 Ω/Km; L = 0,77 Km;

Sơ đồ thay thế:
)(014,010.
200
4,0.45,3
10.
.
3
2
2
3
2
2
Ω==
∆
=
dm
dm
N
B
S
UP
R
)(035,0
22
Ω=+=⇒
BB
B
XRZ
)(032,010.
200

4,0.4
10.
%.
2
2
Ω===
dm
dm
N
B
S
UU
X
N
1
22 KV
0,4 KV
A50 0,77 Km
R
X
R X
B
B d
d
N
1
C
13
Đồ án Cung cấp điện
)(493,064,0.77,0.

Ω===
od
rLR
)(273,0354,0.77,0.
Ω===
od
xLX
Tổng điện trở và điện kháng toàn mạch là:
)(507,0493,0014,0
Ω=+=+=
Σ
dB
RRR
)(305,0273,0032,0
Ω=+=+=
Σ
dB
XXX
)(592,0
22
Ω=+=⇒
ΣΣ
Σ
XRZ
Ngắn mạch trên đường dây:
)(1,390
592,0.3
400
.3
A

Z
U
I
N
===
Σ
Ngắn mạch trên thanh cái:
)(6,6)(28,6598
035,0.3
400
.3
KAA
Z
U
I
B
NTC
≈===
II. Chọn các thiết bị chính cho trạm biến áp theo sơ đồ nối điện
1. Phía cao áp:
a) Chọn cầu dao, cầu chì tự rơi, dây chảy:
Chọn máy cắt
Trạm biến áp T
1
:
)(9,5
22.3
180
.25,125,1 KAIII
dmBAqtBAcb

====
Chọn máy cắt của Siemen 8B550 có I
đm
= 25 KA
Điện kháng hệ thống:
)(56,0
25.22.3
)22.05,1(
22
Ω===
dmmc
tb
H
S
U
X
Trị số dòng ngắn mạch sau cầu chì với
AI
N
54,318
=

)(63,5851,390.3,1.2.3,1.2 AIi
Nxk
===
Trạm biến áp T
2
:
)(56,6
22.3

200
.25,125,1 KAIII
dmBAqtBAcb
====
Chọn máy cắt của Siemen 8B550 có I
đm
= 25 KA
Điện kháng hệ thống:
)(56,0
25.22.3
)22.05,1(
22
Ω===
dmmc
tb
H
S
U
X
14
Đồ án Cung cấp điện
Trị số dòng ngắn mạch sau cầu chì với
AI
N
1,390
=

)(9,7171,390.3,1.2.3,1.2 AIi
Nxk
===

Ta chọn cầu chì ống của Siemen có các thông số kỹ thuật sau:
Trạm T
1
Loại: 3GD1402 – 48; U
đm
= 24KV; I
đm
= 10A; I
cđm
= 40 KA; I
cmin
= 56A; Dài:
442mm; Đường kính: 69mm; Khối lượng: 3,8Kg;
Trạm T
2
:
Loại 3GD1403 – 48; U
đm
= 24KV; I
đm
= 10A; I
cđm
= 40 KA; I
cmin
= 62A; Dài:
442mm; Đường kính: 69mm; Khối lượng: 3,8Kg;
Chọn dao cách ly 3DC của Siemen:
Trạm T
1
: U

đm
= 24KV; I
đm
= 630A; I
N
= 16KA; I
Nmax
= 40KA
Trạm T
2
: U
đm
= 24KV; I
đm
= 630A; I
N
= 31,4KA; I
Nmax
= 80KA
b) Chọn chống sét van do Siemen chế tạo:
Loại: 3EG4; Vật liệu: SiC; U
đm
= 24 KV;
Dòng điện phóng định mức: 5KA; Vật liệu vỏ: Sứ;
2. Phía hạ áp:
a) Chọn áptômát tổng, lộ ra:
Dòng điện tính toán:
53,0
8,0.38,0.3cos 3
tttt

dm
tt
PP
U
P
Itt
===
ϕ
Áp dụng công thức tính toán cho các lộ ra của trạm biến áp T
1
, T
2
:
Trạm T
1
:
Lộ [T
1
, 9, 2]: I
tt
= 234(A)
Lộ [T
1
, 1]: I
tt
=75,47(A)
Lộ [T
1
, 4]: I
tt

= 15,09(A)
Lộ [T
1
, 5]: I
tt
= 30,19(A)
Dòng điện định mức của máy
biến áp T
1
:
)(81,259
4,0.3
180
AI
dmBA
==
Trạm T
2
:
Lộ [T
2
, 6, 7]: I
tt
= 150,94(A)
Lộ [T
2
, 3]: I
tt
=37,74(A)
Lộ [T

2
, 8]: I
tt
= 37,74(A)
Lộ [T
2
, 10]: I
tt
= 120,75(A)
Dòng điện định mức của máy
biến áp T
2
:
)(68,288
4,0.3
200
AI
dmBA
==
15
Đồ án Cung cấp điện
Chọn áptômát cho trạm biến áp T
1
và T
2
dựa theo catalo của Merlin Gerin:
Trạm Lộ Loại U
đm
(V) I
đm

(A) I
N
(KA)
T
1
Tổng T
1
NS400E 500 400 15
[T
1
, 9, 2] NS400E 500 400 15
[T
1
, 1] C100E 500 100 7,5
[T
1
, 4] C100E 500 100 7,5
[T
1
, 5] C100E 500 100 7,5
T
2
Tổng T
2
NS400E 500 400 15
[T
2
, 6, 7] NS225E 500 225 7,5
[T
2

, 3] C100E 500 100 7,5
[T
2
, 8] C100E 500 100 7,5
[T
2
, 10] NS225E 500 225 7,5
b) Chọn thanh cái hạ áp:
Dòng điện lớn nhất qua thanh cái là dòng định mức máy biến áp:
Trạm T
1
: I
đmBA
= 259,81 (A)
Trạm T
2
: I
đmBA
= 288,68 (A)
Chọn thanh góp bằng đồng tiết diện 40x4; a: 240 mm
Các pha đặt trong 1 mặt phẳng:
TG1: 40x4; dài 6m; a = 240 mm
TG2: 40x4; dài 1m; a = 240 mm
Tính I
N
để kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt (đã tính ở trên)
)(92,5
1
KAI
NTCT

=
)(6,6
2
KAI
NTCT
=
CD
22/0,4KV
TG1
TG1
TG1
CD
16
Đồ án Cung cấp điện
Trị số dòng xung kích:
)(88,1092,5.3,1.2.3,1.2
11
KAIi
NTCTxkT
===
)(13,126,6.3,1.2.3,1.2
22
KAIi
NTCTxkT
===
c) Chọn chống sét hạ áp:
Phía hạ áp, từ tủ phân phối đi ra 4 lộ với trạm biến áp T
1
và T
2

ta cần
đặt chống sét van hạ áp trong tủ phân phối. Chọn dùng chống sét van hạ áp
của Siemen có các thông số: Loại: 5 SD7 003; U
đm
= 280(V); Số cực: 4;
Dòng tháo sét: 100KA; Khối lượng: 0,825Kg;
17
Đồ án Cung cấp điện
CHƯƠNG V
NỐI ĐẤT BẢO VỆ VÀ ĐO LƯỜNG
I. Tính toán nối đất cho đường dây cao áp:
Hệ thống nối đất đường dây cao áp dùng thép ống, thép góc
(L60x60x6) đóng xuống đất với độ sâu 0,7 – 0,8m, dài 2,5m, độ dày ống
thép 3,5m. Giả thiết ta thực hiện nối đất ở khu vực đất pha cát có điện trở
suất là ρ
đ
= 3.10
4
(Ω/cm). Vậy điện trở nối đất của một thanh thép góc được
xác định R
1c
= 0,00298ρ = 89,4 (Ω); Và số cọc nối đất được xác định theo
công thức
1
.
1
≈=
dc
c
Rn

R
n
; Vậy số cọc nối đất cho mỗi cột cao áp là 1. Để đảm
bảo an toàn cho khu vực đông dân cư ta nên thực hiện nối đất cho hệ thống
lưới điện hạ áp, mỗi cột điện sử dụng một cọc nối đất.
II. Nối đất cho trạm biến áp:
Hệ thống nối đất cho trạm biến áp thực hiện các chức năng: nối đất
làm việc, nối đất an toàn, nối đất chống sét. Hệ thống sử dụng các thanh thép
góc L60x60x6 dài 2,5m, đóng sâu dưới đất 0,7 – 0,8m, được nối với nhau
bằng thanh thép dẹt 40x4mm tạo thành một vòng nối đất bao quanh trạm
biến áp, các thanh thép dẹt được hàn chặt với cọc ở độ sâu 0,8m.
Điện trở nối đất của một thanh thép góc: R
1c
= 0,00298ρ = 89,4 (Ω)
Theo số a/l = 2 ta dự đoán số cọc n = 20 cọc. Tra theo bảng phụ lục ta
có: n
c
= 0,64, n
t
= 0,4
35
4.64,0
4,89
.
1
===⇒
dc
c
Rn
R

n
(cọc).
Điện trở thanh nối
);(747,2
.
2
lg.
366,0
2
Ω==
tb
l
l
R
t

)(584,8'
Ω==
t
t
n
R
R
Điện trở cần thiết của toàn bộ số cọc là:
31,1
4'4
'4
=
−
=

R
R
R
c
Vậy số lượng cọc cần đóng là
125
1
≈=
cc
c
Rn
R
n
(cọc).
Ta phân bố 125 cọc theo hình vuông xung quanh trạm biến áp vậy
mỗi cạnh của trạm biến áp có 31 – 32 cọc.
18
Đồ án Cung cấp điện
III. Chọn thiết bị và sơ đồ đo lường:
Dòng điện lớn nhất của máy biến dòng là I
đmBA
.
Với trạm biến áp T
1
: I
cb
= I
đmBA
= 259,81 (A); Phụ tải thứ cấp BI gồm
Ampemét

0,1 VA loại
∃
350
Công tơ tác dụng
2,5 VA loại CA4681
Công tơ phản kháng
2,5 VA loại CP4689
Tổng phụ tải
5,1 VA
Các đồng hồ đo có
độ chính xác 0,5
Chọn 3 BI (sử dụng cho 3 pha đấu hình sao).
Loại BD37, U
đm
= 600V; I
đm
= 400A; I
2đm
= 5A
Số vòng sơ cấp 1, dung lượng 10 VA, cấp chính xác 0,5
Vônmét 2VA loại
∃
335; BU: 3HOM10 Y/Y/∆
Với trạm biến áp T
2
: I
cb
= I
đmBA
= 288,68 (A); chọn tương tự như với

trạm biến áp T
1
;
19
Đồ án Cung cấp điện
CHƯƠNG VI
CHỌN CÁC THIẾT BỊ CƠ KHÍ VÀ ĐƯỜNG DÂY
1. Chọn cột:
Cột điện cao áp sử dụng loại LT10 (cao 10m)
Cột điện hạ áp sử dụng loại H8,5 hoặc LT8,5 (cao 8,5m)
Dự định tại các vị trí cột xuất tuyến, cột cuối, cột góc dùng cột kép,
các vị trí trung gian dùng cột đơn.
2. Chọn xà:
Xà cột trung gian (X
1
) dài 1,1m làm bằng thép góc L63.63.6
Xà cột góc, cột cuối (X
2
) dài 1,2m làm bằng thép góc L63.63.6. Kép
xà làm bằng thép góc L50.50.5
Với các cột xuất tuyến, cột góc, cột cuối dùng xà kép, tại cột trung
gian dùng xà đơn.
3. Chọn sứ cách điện:
4. Móng cột: Để tiện cho việc thi công, tất cả các loại móng đều là móng
ngắn không cấp.
5. Néo cột - Tiếp địa:
Thực hiện bằng cách dùng thép góc L60.60.6 đóng xuống đất sâu 0,7-
0,8m, cọc dài 2,5m. Thanh nối 4mm; Dây nối đất: A35;
20
Đồ án Cung cấp điện

CHƯƠNG VII
HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH
Do còn thiếu những tài liệu và kiến thức kinh tế cũng như kinh
nghiệm thực tế nên ở đồ án này việc hạch toán giá thành cho việc thiết kết
mạng điện và trạm biến áp em chỉ thực hiện ở những kiến thức đã được học
đó là tính toán tổn thất điện năng trong mạng điện bao gồm tổn thất trong
máy biến áp, tổn thất trên đường dây cao áp và hạ áp.
I. Tổn thất trong máy biến áp
Tổn thất điện năng trong máy biến áp của trạm biến áp có một máy
được tính theo công thức:
τ
.)(8760.
2
dm
No
S
S
PPA
∆+∆=∆
(τ được xác định theo T
max
= 5000h)
)(34118760.)10.124,0(
2
4
max
hT
=+=
−
τ

Máy biến áp T
1
:
KWh)(43,54653411.)
180
5,157
.(3150,08760.530,0.)(8760.
22
1
1
1
1
=+=∆+∆=∆
τ
dm
BttI
No
S
S
PPA
Máy biến áp T
2
:
)K(55963411.)
200
180
.(3450,08760.530,0.)(8760.
22
2
2

22
Wh
S
S
PPA
dm
BttII
No
=+=∆+∆=∆
τ
II. Tổn thất trên đường dây
Áp dụng công thức
τ
)(
2
R
U
S
A
dm
=∆
1. Đường dây cao áp (CA):
)(10.78,53411].93,1.)
22
180
(45,3.)
22
75,468
[(] )(.)[(
622

2
2
2
1
2
1
3
KWhR
U
S
R
U
S
A
dmdm
=+=+=∆
τ
2. Đường dây hạ áp (HA):
• Lộ [T
1
, 9, 2]:
)(10.807,03411].003,0.)
4,0
60
(003,0.)
4,0
95
[(
622
4

KWhA
=+=∆
• Lộ [T
2
, 6, 7]:
)(10.646,03411].001,0.)
4,0
30
(006,0.)
4,0
70
[(
622
5
KWhA
=+=∆
21
Đồ án Cung cấp điện
• Lộ [T
1
, 1]:
)(10.683,63411.125,0.)
4,0
50
(
62
6
KWhA
==∆
Tính tương tự ta có tổn thất trên các lộ lần lượt là:

STT Lộ L (Km) S (KVA) r
o
(Ω/Km) ∆A
i
(KWh)
6 [T
1
, 1] 0.95 50 0.132 6,683.10
6
7 [T
1
, 4] 0.49 10 1.38 1,442.10
6
8 [T
1
, 5] 0.54 20 1.38 6,355.10
6
9 [T
2
, 3] 0.77 25 0.64 6,566.10
6
10 [T
2
, 8] 1.08 25 0.46 6,619.10
6
11 [T
2
, 10] 0.86 80 0.008 0,939.10
6
Vậy tổn thất điện năng của toàn mạng trong thời gian một năm:

)(10.848,35
6
11
1
KWhAA
i
i
=∆=∆
∑
=
22
Đồ án Cung cấp điện
SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN
o Tọa độ và công suất các điểm phụ tải
o Vị trí đặt trạm biến áp
o Tiết diện và chiều dài dây dẫn
(1) 50KVA
(2) 60KVA
(4) 10KVA
(5) 20KVA
(9) 35KVA
X
Y
0
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
0,5
1,0
1,5
2,0
1

T1
T2
(3) 25KVA
(8) 25KVA
(6) 40 KVA
(7) 30KVA
(10) 80KVA
23
Đồ án Cung cấp điện
SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP
1. Hệ thống tiếp địa
2. Cáp tổng (PVC 3.150 1.95)
3. Cáp ra (PVC 3.70 1.50)
TG1: 40x4 dài 6m bằng đồng
TG2: 40x4 dài 1m bằng đồng, a = 240 mm
4. Tủ hạ áp tự tạo
A
A
A
V
WH WHR
Y
Y
24