Tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xã

Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Thiết kế cung cấp điện cho một xã thuộc khu vực nông thôn
I-Thuyết minh
Tên người thiết kế: Lê Tiến Thành
Số điểm dân cư gồm 7 điểm là: L,Ê,T,H,A,N,H
Bảng 1,1a Dữ liệu thiết kế cung cấp điện nông thôn
Theo chữ cái của Họ và Tên
Tọa độ
Tải động lực
X
Y
Số

1
L
Ê
T
H
A
N
H

2
1,9
8
0,6
8
0,6

7
0,5
7
0,7
0,8
2
1,3
2

3
1,1
3
1,3
1,4
7
0,8
3
1,3
4
0,1
2
3,0
5

hộ
nh
4

mđl
5

38

5

27

5

38

6

78

3

48

3

95

4

78

3

P

n
6

ksd
7

Họ
Công cộng
cos
φ
8

HC
,
m2
9
120

Tr,
học
10
88
0

Thủy lợi

Tr
,
xá
11

Tướ
i
12

Tiê
u
13

16

457

245

Tên đệm
Điểm dấu
L,
m
14

Sk,
MV
A
15

Tên
Đặc tính tải

P0

16

a
17

74
3

0,0
6

B,
đồ
18

1

Nối đất
ƿđ
Ω, Rtn,
m
Ω
19
20

413

Bảng 1,1b Dữ liệu phụ tải động lực:
điểm tải

mđl

Ê

5

N

4

H

3

1
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

Pn
7
10
2,8
4,5
6,3
5,6
4,5
10
7,5
2,8
4,5
6,3

ksd
0,8
0,43
0,54
0,56
0,47
0,65
0,62
0,46
0,56
0,54
0,56
0,47

Cosφ
0,85
0,63
0,74
0,79
0,67
0,80
0,80
0,62
0,67
0,74
0,79
0,67

1

LỚP ĐHTĐH2-K5

184


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Một số thông số cần thiết khác:
Hệ số công suất trung bình của phụ tải sinh hoạt và phụ tải dịch vụ công cộng
cosϕ tb= 0,87
Giá bán điện trung bình : gb=1300đ/kwh
Giá mua vào gm=750đ/kwh
Giá thành tổn thất điện năng lấy bằng giá bán cΔ=gb
Giá thành thiệt hại do mất điện gth=4500đ/kwh
Thời gian mất điện trung bình tf=24h
Hệ số chiết khấu i=11%
II.Tính toán phụ tải điện:
2.1: Phụ tải sinh hoạt
Biểu thức xác định công suất tính toán của phụ tải sinh hoạt:
Psh = kđt.n.P0
Giá trị suất tiêu thụ trung bình của mỗi hộ Po cho ứng với năm hiên tại, cần xác
định được giá trị dự báo Pot ở cuối chu kì thiết kế (năm thứ 10), Coi phụ tải
điện ở năm thứ nhất và năm hiện tại là không đổi ( t0=1), suất phụ tải năm thứ t
được xác định theo biểu thức:
P1 = P0[1+a(t-t0)]
Năm đầu : P1= 0,625[1 + 0,04(1 – 1)] = 0,625 (kw)
Năm thứ hai : P2 = 0,625[1 + 0,04(2 – 1)] =0,65 (kw)
Tính toán tương tự cho các năm khác và các điểm tải khác ,kết quả ghi trong

bảng sau :
Bảng 2.1: Suất tiêu thụ trung bình của các hộ dân P0, kW/hộ :
T,năm
P0,kw/hộ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,625 0,65 0,675 0,7 0,725 0,75 0,775 0,8 0,825 0,85

2
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

2
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Phụ tải sinh hoạt tải điểm T ứng với năm cuối của chu kì thiết kế :
Psh = kđt.n.P0 = 0,366.38.0,85= 11,82 kW ;
Hệ số đồng thời tra bảng 1.1b, ứng với số hộ n =38, kđt = 0,366
Cống suất chiếu sáng đường lấy bằng 5% công suất phụ tải sinh hoạt, Tổng
công suất sinh hoạt và chiếu sáng tại điểm T là :
Psh&cs= Psh(1+0,05)= 11,82(1+0,05)= 12,411 kW
Hệ số cosφ của phụ tải sinh hoạt coi bằng 0,87 do đó công suất toàn phần sẽ là :
Ssh&cs=Psh&cs/cosφ = 12,411/0,87=14,27 kW
Tính toán tương tự các điểm tải khác,kết quả bảng 2.1a

Điểm
L
Ê
T
H
A
N
H=I

nh
38
27

38
78
45
95
65
386

kđt
0,366
0,39
0,366
0,34
0,36
0,33
0,347

Psh
20,93
10,67
11,82
27,88
26,47
35,87
21,28
154,92

2.2 Phụ tải công cộng
HC
T
120

Psh&cs
21,98
11,21
12,41
29,27
27,79
37,66
22,35
162,67

Trường học
760

Ssh&cs
25,26
12,88
14,27
33,65
31,95
43,29
25,69
186,99

ki
0,627
0,641
0,646
0,658
0,652

0,641
0,633

Trạm xá
18

Phụ tải công cộng đc xác định theo biểu thức:
Pcc = p0c.m
Suất tiêu thụ trung bình của một đơn vị dịch vụ P0c tra trong bảng 8.1.pl hoặc
bảng 14.pl[1],Đối với nhà hành chính P0c lấy bằng 0,03 kW/m2
Phụ tải nhà hành chính:
Phc=P0c.m = 0,03. 120 = 3,6 kW
3
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

3
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Hệ số công suất của phụ tải dịch vụ công cộng láy bằng cosφ =0,87
Công suất toàn phần của nhà hành chinh:
Shc = Phc/cosφ = 3,6/0,87 = 4,14 kVA
Tương tự ta cho các cơ sở khác,kết quả cho ở bảng 2.2
Bảng 2,2 kết quả tính toán phụ tải công cộng
Phụ tải công cộng Mc
P0c

Ptt
Nhà HC
120
0,03
Tr,học
760
0,07
Tr,xá
18
0,3

Stt
3,6
53,2
5,4

4,14
61,12
6,2

Tổng hợp phụ tải công cộng kết quả ghi trong bảng sau:
Tổng Ptt
70

Tổng Stt
152,92

2.3: Phụ tải thủy lợi:
Phụ tải thủy lợi được xác định theo nhu cầu tưới, tiêu:
Ptuoi = p0tuoi . Ftuoi = 0,12 . 368 = 44,16 kW

Ptieu = p0tieu . Ftieu = 0,35 . 210 = 73,5 kW
Công suất tính toán của nhóm thủy lợi bằng giá trị cực đại của phụ tải tưới hoặc
tiêu :
Ptl = max
⇒ Ptl = 73,5 kW
Ta chọn 3 máy bơm công suất 25kW
Hệ số công suất của các máy bơm lấy bằng 0,83 theo bảng 4,2 [1]
Công suất toàn phần của phụ tải thủy lợi sẽ là:
S = Ptl/cosφtl = 73,5/0,83 = 88,554 kVA
Bảng 2.3: Kết quả tính toán phụ tải thủy lợi
Tải thủy lợi
4
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

F,ha

P0c

Ptt

Stt

4
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

Tưới
Tiêu

GVHD : Trần Quang Khánh

368
210

0,12
0,35

44,16
73,5

53,205
88,554

Ta chọn 3 máy bơm 25 kW
2.4: Phụ tải động lực
Phụ tải động lực được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu:
Điểm tải Ê:
Bảng 2.4a: Tham số tính toán của nhóm thiết bị động lực
STT
1
2
3
4
5
Tổng

Pn
7

10
2,8
4,5
6,3
30,6

ksd
0,8
0,43
0,54
0,56
0,47

Cosφ
0,85
0,63
0,74
0,79
0,67

pn*ksd
5,6
4,3
1,512
2,52
2,961
16,893

pn*cosφ
5,95

6,3
2,072
3,555
4,221
22,089

Pn 2
49
100
7,84
20,25
39,69
216,78

Hệ số sử dụng tổng hơp của nhóm tải :
ksdΣ = = = 0,55
Hệ số k = Pmax/Pmin = 10/2,8 = 3,57 < kb = 5,4
Do n = 5 > 4 nên số lượng hiệu dụng coi bằng số lượng thiết bị thực tế:
nhd = n = 7
Hệ số nhu cầu của nhóm tải:
Knc = ksdΣ + = 0,55 + = 0,75 Công suất tính toán nhóm tải động lực tại điểm
Ê:
Ptt = knc. ∑Pni = 0,75.30,6 = 22,988 kW
Hệ số cosφ tổng hợp ( trung bình ) ;
Cosφtb = = = 0,722
Công suất toàn phần:
Stt = Ptt/cosφt = 22,988/0,722 = 31,93 kVA
5
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

5
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Công suất phản kháng:
Qtt = = = 22,16 kVAr
Tính toán tương tự cho các điểm tải khác,kết quả bảng 1,4b
Bảng 2.4b: kết quả tính toán phụ tải động lực
Điể
m
Tải
Ê

Ksd

nhd

Knc

Cosφ

0,55

5

0,75

0,722

0,55

4

0,77

0,699

0,514

3

0,79

0,72

N
H

Ptt
22,98
8
21,25
2
10,74
4
54,98

4

Stt

Qtt

ki

Ptt*cosφ

31,93

22,16

0,669

16,6

30,4

21,74

0,657

14,86

14,92

10,36

0,662

7,736
39,196

Hệ số cosφtb = 39,196/54,984 = 0,713
2.5:Tổng hợp phụ tải:
2.5.1: Tổng hợp phụ tải tại các điểm tải
Phụ tải sinh hoạt và động lực tại các điểm được tổng hợp theo phương pháp số
gia:
Điểm Ê:
PT = Pđl + Psh&cs.ki
PT = 22,988 + 11,21[(11,21/5)0,04- 0,41] = 29,97kW
Hệ số công suất trung bình
Cosφ = = = 0,713
Công suất toàn phần:
ST= PT/ cosφ = 29,97/0,713 = 42,03
Tương tư tính toán cho các điểm khác,kết quả ghi trong bảng 1,5 sau:
Bảng 2.5: kết quả tổng hợp phụ tải các điểm:
6
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

6
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

Điểm
L

Ê
T
H
A
N
H=I

GVHD : Trần Quang Khánh

Psh&cs
21,98
11,21
12,41
29,27
27,79
37,66
22,35

Pdl
24,259
22,988
24,259
10,744
12,308
21,252
34,447

Ki
0,623
0,622

0,629
0,662
0,667
0,657
0,655

Ptt
32,55
29,97
32,07
23,52
10,74
21,22
44,11

cos φ
0,736
0,713
0,736
0,016
0,876
0,816
0,754

Stt
44,22
42,03
45,28
14,92
38,47

30,4
58,76

2.6: dự báo phụ tải:

Giá trị phụ tải của các điểm dân cư theo các năm được thể hiện trong bảng:
T
Po,kW/h
ộ
L
Ê
T
H
A
N
H
Tổng
Ptt,sh&c
s

1
0,633
10,03
4
13,89
8
15,70
9
20,90
4

18,12
13,89
8
11,59
119,3
8
83,56
9

2
0,70
3

3

4

5

6

7

0,743

10,5
14,5
4
16,4
4

21,8
7
18,9
6
14,5
4
12,1
3
124,
9
87,4
5

10,9866
15,2175
7
17,2011
3
22,8887
6
19,8403
5
15,2175
7
12,6905
2
130,721
5
91,5050
2

0,822
11,496
4
15,923
7
17,999
3
23,950
9

822
12,029
9
16,662
6
18,834
6
25,062
3
21,724
4
16,662
6
13,895
6
143,13
5
100,19
4

0,862
12,58
8
17,43
6
19,70
9
26,22
5
22,73
2
17,43
6

0,902
13,172
3
18,244
9
20,623
1
27,442
2
23,787
4
18,244
9
15,215
2

156,72
7
109,70
9

20,761
15,923
7
13,279
4
136,78
7
95,751
2

14,54
149,7
8
104,8
4

Phụ tải tính toán sinh hoạt của các điẻm tải theo phương pháp hệ số đồng thời:
Ptt,sh+cs = kdt,∑Pi = 0,7 , 119,38 = 83,569
Tính toán toàn xã năm thứ nhất,xác đình theo phương pháp số gia:
Năm thứ nhất
Sinh hoạt
Dịch vụ
7
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

Ptt
Cos
Ptt*cos ki
83,5692
0,87 72,7052 0,709
60,677
0,87 52,789 0,695
7
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Thủy lợi
Động lực
Tổng
SH+DV
TL+ĐL
P tổng

73,5
95,776
313,522
125,74
147,484
238,982

0,83 61,005 0,704

0,696 66,6601 0,715
253,159
0,728
0,735

Tính toán tương tự đối với các năm khác,kết quả ghi trong bảng sau:
Năm
P tổng

1
238,98

2
241,99

3
245,13

4
248,43

5
251,89

6
255,51

7
259,31

2.7: Biểu đồ phụ tải:
2.7.1 Xây dựng biểu đồ phụ tải
Lấy công suất tính toán PM = P∑
Giá trị phụ tải trung bình trong năm được xác định theo biểu thức:
Ptb= = = 119,972 kW
Giá trị bình phương phụ tải trung bình:
= (3) = (3,406419,4+2,387521,1+3,392621,8)

=16521,7

Thời gian sử dụng công suất cực đại:
TM = 8760,Ptb /PM= 8760,119,972/259,75 = 4046 h
Thời gian tổn thất cự đại:
To = 8760, = = 2145 h
Điện năng tiêu thụ: A = TM,PM = 2023,259,75 = 525474,25 kWh
Hệ số điền kín đồ thị:
kdk = Ptb/PM = 119,972/259,75 = 0,462
Bảng số liệu đò thị phụ tải:
Thời
gian

Loại đò thị phụ tải
Đông

Hè

Pd

(Pd+Ph)/
2

Ph

0,1

0,23

0,32

59,743

83,120

1,2
2,3

0,24
0,27

0,29
0,24

62,340
70,133

75,328
62,340

8
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

Pd^2
Ph^2
Pd*Ph
3569,16 6908,93 4965,79
71,431
6
4
7
3886,27 5674,23 4695,91
68,834
6
2
6
66,236 4918,56 3886,27 4372,06

8
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

3,4

0,29

0,27

75,328

70,133

72,730

4,5

0,33

0,3

85,718

77,925

81,821

5,6

0,32

0,33

83,120

85,718

84,419

6,7

0,37

0,42

96,108

109,095

102,601

7,8

0,39

0,43

101,303

111,693

106,498

8,9

0,4

0,41

103,900

106,498

105,199

9,10

0,43

0,45

111,693

116,888

114,290

10,11

0,54

0,49

140,265

127,278

133,771

11,12

0,51

0,54

132,473

140,265

136,369

12,13

0,45

0,46

116,888

119,485

118,186

13,14

0,53

0,37

137,668

96,108

116,888

14,15

0,56

0,34

145,460

88,315

116,888

15,16

0,54

0,32

140,265

83,120

111,693

16,17

0,57

0,33

148,058

85,718

116,888

17,18

0,65

0,5

168,838

129,875

149,356

18,19

0,83

0,85

215,593

220,788

218,190

19,20

0,75

1

194,813

259,750

227,281

20,21

0,7

0,88

181,825

228,580

205,203

21,22

0,58

0,75

150,655

194,813

172,734

22,23

0,41

0,37

106,498

96,108

101,303

23,24

0,27

0,35

70,133

90,913

80,523
2879,329

8
5674,23
2
7347,49
6908,93
4
9236,65
2
10262,2
10795,2
1
12475,2
1
19674,2
7
17548,9
6
13662,6
9
18952,3
4
21158,6
1

19674,2
7
21921,0
2
28506,1
46480,1
3
37951,9
1
33060,3
3
22696,9
3
11341,7
2
4918,56
8
392621,
8

6
4918,56
8
6072,30
6
7347,49
11901,7
2
12475,2
1

11341,7
2
13662,6
9
16199,5
6
19674,2
7
14276,6
7
9236,65
2
7799,53
9
6908,93
4
7347,49
16867,5
2
48747,1
2
67470,0
6
52248,8
2
37951,9
1
9236,65
2
8265,08

3
406419,
4

5282,90
6
6679,53
6
7124,83
9
10484,8
5
11314,7
3
11065,0
9
13055,4
6
17852,5
8
18581,2
6
13966,3
13230,8
8
12846,3
11658,8
3
12691,1
2

21927,7
7
47600,1
3
50602,5
5
41561,5
6
29349,4
8
10235,2
1
6375,92
1
387521,
1

Biểu đồ phụ tải ngày:

9
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

9
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

2.8: Nhận xét:
Phụ tải tính toán toàn xã đã được xác định theo phương pháp hệ số
đồng thời và hệ số nhu cầu,kết hợp với phương pháp số gia có độ tin cậy cao.
Kết quả tính toán cho thấy mặc dù ở khu vực nông thôn nhưng tỷ lệ phụ tải
động lực khá cao. Điều đó cho thấy vùng nông thôn đang có xu hướng phát
triển kinh tế trên cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp.Do đó mạng điện cần chú
trọng đến các chỉ tiêu chất lượng và độ tin cậy.
3: Xác định sơ đồ cung cấp điện.
3.1 chọn vị trí đặt máy biến áp
Phương án : chọn một máy biến áp,
Tọa độ của trạm biến áp được xác định là tóa độ tâm tải:
XTBA = = = 1,456
YTBA = = = 1,312

10
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

10
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

L
Ê
T
H
A
N
H=I

HC
Tr,học
Tr,xá
T,lợi
TBA

GVHD : Trần Quang Khánh

X

Y

1,98
0,68
0,67
2,08
0,57
0,7
0,82
2,6136
0,812
1,036
2,297
1,4563

1,13
1,3
1,47
1,78
0,83

1,34
0,12
1,4916
1,05
1,983
1,311
1,3122

Stt,kV
A
X*Stt
Y*Stt
44,223 87,561 49,97
39,989 27,193 51,99
43,176 28,928 63,47
50,25 104,52 89,44
38,473
21,93 31,93
42,007 29,405 56,29
58,298 47,804 6,996
4,1379 10,815 6,172
61,149 49,653 64,21
6,2069 6,4303 12,31
88,554 203,41 116,1
568,19 827,48 745,6

3.2: Sơ đồ mạng điện hạ áp:
3.2.1: Xác định khoảng cách giữa các điểm
Biểu thức xác định khoảng cách giữa các điểm:
Lij =

Khoảng cách giữa trạm biến áp và điểm T là:
Ltba-T = = 0,555 km

11
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

11
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội
L
Ê
T
H
A
N
H=I
HC
Tr,học
Tr,xá
T,lợi

GVHD : Trần Quang Khánh

TBA L
Ê
T
H
A

N
H
HC
Tr,hoc Tr,xa
0,555
0
0,776 1,311
0
0,801 1,353
0,17
0
0,78 0,658
1,48 1,444
0
1,01 1,441 0,483 0,648 1,784
0
0,757 1,297 0,044 0,133 1,448 0,526
0
1,351 1,538 1,188 1,358 2,084
0,75 1,226
0
1,171 0,729 1,843 1,944 0,607 2,148
1,92 2,258
0
0,695 1,171 0,283 0,443 1,463 0,327
0,31
0,93 1,855
0
0,791 1,272
0,77

0,63 1,064 1,244 0,726 1,875 1,652
0,96
0
0,841 0,365 1,617 1,635 0,516 1,793 1,597 1,897 0,364 1,508 1,429

3.2.2 : Xây dựng sơ đồ nối điện tối ưu :
Phương án : Một trạm biến áp
Sơ đồ nối dây tối ưu của mạng điện hạ áp được xác định theo phương pháp tối
ưu từng bước, với hàm mục tiêu :
Zij = Z1 +Z2 = cj+ lij + (ci+j –ci)L0i tiến tới min
Suất chi phí tính toán của các đoạn dây phụ thuộc vào công suất truyền tải được
xác định bằng cách tra đồ biểu đồ khoảng kinh tế của đường dây hạ áp hinh 4
p,l[1] và bảng kết quả sau :
Bảng 3.1 : Dữ liệu tính toán sơ bộ của các đoàn đường dây :
Điểm tải
L
Ê
T
H
A
N
H=I
HC
Tr,học
Tr,xá
T,lợi

S
44,223
39,989

43,176
50,25
38,473
42,007
58,298
4,1379
61,149
6,2069
88,554

Dây
A70
A70
A70
A95
A70
A70
A95
A16
A95
A16
A185

ci
tr,VMĐ/km
35,2
32,5
34,6
39,6
30,3

34,1
44,7
17,2
46,2
18,6
69,7

Quá trình tính toán bắt đầu từ trạm biến áp :
Ztba+T = cT,ltba-T = 35,2,0,555=19,526
Tính toán tương tự cho các điểm tải khác ta có bảng 2,4 sau :
Bảng3.2. chi phí tính toán xây dưng sơ đồ nối điện tối ưu :
12
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

12
LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

ji

L

Ê

T

H

A

N

H=I

HC

Tr,học

Tr,

TBA

19,5257

25,223

27,74

30,888

30,561

25,797

60,392

20,149

32,121

14,7

TBA-Tr,xa

Tr,xa

44,7744

25,025

21,798

42,134

37,693

24,757

83,813

28,414

44,352

TBA-T

L

42,608

46,814

26,057

43,662

44,228

68,749

12,539

54,1

T-HC

HC

59,898

67,262

24,037

65,084

65,472

100,93

85,701

HC-U

Ê

76,505

81,656

39,996

76,871

79,555

115,28

90,836

HC-N

T

HC-T,loi

Tr,loi

Tr,xa-I

H

5,525

19,634

I-V

A

1,43

V-R

Kết nối

23,6

35,965

4,5353

60,703

20,467

11,7

15,938

54,802

14,322

13,5

N

14,635

53,104

13,075

R-Tr,hoc

Tr,hoc

9,9081

41,571

Tr,hoc-H

H=I

33,525

So sánh các kết quả tính toán ta thấy ZTBA-Tr,xa =14,724 là nhỏ nhất đo đó ta nối điểm
Tr.xa với trạm biến áp.Sau đó ta xác định ZTr.xa-j kết quả ghi ở dòng 2.So sánh các giá
trị ZTBA-j, ZTr,xa-j ta thấy ZTBA-T là nhỏ nhất nên ta nối trạm biến áp với T.Tương tự với cái
dòng sau ta có bảng 2.4
So sánh các kiết quả tính toán
Bảng 3.3. chi phí tính toán xây dưng sơ đồ nối điện tối ưu :

Kết nối
TBA1-HC
TBA1-T,loi
T,loi-T
HC-H
TBA1-N

Kết nối
TBA-L

Ji
TBA
L

Ji
TBA
HC
T,loi
T
H

L
4,3875

13
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

T
16,544
25,696
12,848

Ê
9,1344
5,882

N
18,3348
24,0372
20,4732
70,6068
39,838

A
4,8422
1,5345

H
23,3204
14,4628
25,8116

61,934

H=I
50,1534
53,1036

T,loi
8,0155
25,3708

Tr,hoc
8,8704
13,0746

HC
4,6268

Tr,xa
14,4522
14,322

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội
L-A
A
A-Ê
Ê
L-Tr,xa

Tr,xa
Tr,xa-Ê
Ê
TBATr,hoc
Tr,hoc
Tr,hoc-H H=I

GVHD : Trần Quang Khánh
54,8022
14,3682
13,485
60,7026
20,4666
11,718
83,8125
44,352
132,8484
95,3568

4,6018

41,571
33,6591

Sơ đồ nối điện tối ưu của mạng điện hạ áp,PA một trạm biến áp

3.2.3 Chọn số lượng và công
suất máy biến áp
Trạm biến áp : có 2 phương án
để lựa chọn 1 máy 180 kVA và

2 máy 100 kVA
sơ bộ chọn công suất định
của máy biến áp SB =
kVA,Trạm biến áp cung
điện cho các điểm tải

mức
180
cấp
:Tr

xã,HC,T,loi
Với công suất tính toán Stt = 149,46 kVA ,Do phụ tải nông thôn chủ yếu là loại 3 nên
hệ thống mang tải yêu cầu lấy bằng 0,9 khi đó số lượng tối thiểu máy biến áp xác định
theo biểu thức:
nB =

Stt
kqt S n

= = 0,732

Chọn nc = 1 máy
Vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp VB= 89,7 triệu VNĐ bảng 10,pl[2]
Tổn thất trong máy biến áp được xác định theeo biểu thức:
∆P0 t.c ∆ + ∆Pk (

∆A = n

S tt 2

) τ.
Sn

= 1,0,53,8760+3,15,2145(,2 = 7579,652 kWh

Chi phí tổn thất điện năng:
14
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

C = ∆A,c∆ = 7579,652,1200 = 9,095,106 đ
Giá thánh điện năng lấy bằng c∆ = 1200 đồng
Thiệt hại do mất điện:
Y=y0,Ath= y0,Stt,tf= 9,10-3,118,461,24=25,588 triệu VNĐ
Phụ tải thủy lợi đươc coi là phụ tải quan trọng vì vậy giá thành tổn thất sẽ là 9000
đ/kWh
Tổng chi phí tính toán được xác định theo biểu thức:
Z = pV+∆A, c∆ +Y = 0,18,89,7+9,095+25,588 = 50,817 triệu đồng
P,án
180
2x100

Stt
118,461

118,461

nB
0,731
1,316

nc
1
2

V,106 đ,
89,7
135,7

Pk
3,15
2,05

P0
0,53
0,32

∆A
Y
7569,267 25,588
11777,06
0

Z, 106 đ,
50,817

38,558

Kết quả tính toán thì phương án 2x100 là phương án tối ưu,Ở đây trạm biến áp có phụ
tai thủy lợi làm việc theo thời vụ nên sử dụng 2 mấy biến áp là hợp lý nhất,

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện xã.

15
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

4. Chọn và kiểm tra thiết bị điện :
Theo số liệu tính toán các biểu đồ phụ tải,T M=2145 h,mật độ dòng điện kinh tế đối với
dây nhôm là jkt=1,3 A/mm2 bảng 9,pl[2] bài tập cung cấp điện :
I=

F=

S
3.U

=

327,14

3.22

= 8,585 A

I
8,585
=
= 7,805
j kt
1,1

mm2

Đối với dây dẫn trung áp vì lý do độ bền cơ học dây dẫn không được phép chọn nhỏ
hơn 35 mm2
Bởi vậy ta chọn dây AC 35 từ đoạn đấu điện tới trạm biến áp tiêu thụ,
16
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Tính toán tương tự cho các điểm tải khác,kết quả ghi trong bảng 4,1 sau :
Đoạn dây
ĐD 22-O

Ssh
327,14

Cosφsh
0,794

L, km
0,6

Ilv, A
8,585199

Ftt, mm2
Mã dây
7,804726 AC35

TBA-T.Lợi

36,571

0,663

0,48

55,56389

50,51262 A70

TBA-HC

46,434

0,671

0,627878

70,54916

64,1356 A70

28,05

0,73

0,463

42,61757

38,74324 A50

TBA-Tr. Xã

a)

ΔUsh, %
2,45028
2
4,08016
6
2,31924

2

b)
Hình 4.11. Sơ đồ trạm biến áp ba pha: a) Sơ đồ kết cấu; b) Sơ đồ nguyên lý
1. Máy biến áp T
6. Dây dẫn
11. Xà đỡ
2. Cầu chảy FU
4. Cáp hạ áp
12. Tăng treo cáp
3. Chống sét van FV
4. Tủ điện hạ áp
5. Sứ cách điện trung áp

17
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

8. Cáp xuất tuyến
9. Dây nối
10. Hệ thống tiếp địa

13. Xà đỡ cầu chảy và chống sét
14. Giá đỡ máy biến áp
15. Cột ly tâm

LỚP ĐHTĐH2-K5

Fmin,dl

6,240018

4,852193
5,0819


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Kết quả tính và chọn dây dẫn mạng điện sinh hoạt:
Đoạn dây
Tr.Xã-Ê
Ê- Tr. Học
Tr.Học-L
L-H
T.Lợi-A
HC-T
HC-H
H-N

L, km
0,269
0,48
0,359
0,463
0,135
0,045
0,133
0,63

Ssh

4,14
15,141
11,493
31,5428
20,971
20,971
23,705
6,21

Cosφsh
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87

Ilv, A
6,290
23,004
17,462
47,924
31,862
31,862
36,016
9,435

Ftt, mm2

5,7183
20,9131
15,8744
43,5676
28,9656
28,9656
32,7418
8,5774

Mã dây
A16
A25
A25
A50
A35
A35
A50
A16

ΔUsh, %

Fmin,dl

0,424
3,646
2,767
3,240
3,250
3,250
2,435

0,635

8,386
2,748
3,641
5,082
9,099
22,826
15,492
3,785

4.1.Kiểm tra điều kiện tổn hao điện áp:
Hao tổn điện áp thực tế pải nhỏ hơn giá trị cho phép,Tổng hao tổn điện áp cho phép
trong mạng điện nông thôn, tính từ thanh cái phía thứ cấp của trạm biến áp tiêu thụ
đến đầu vào các hộ dùng điện lá 7,5%,
Hao tổn điện áp thực tế trên các đoạn dây được xác định theo biểu thức:
∆Utt = ≤ ∆UCP%
Hao tổn điện áp trên đoạn đường dây TBA-HC
∆UTBA-HC = = = 0,424 %
Tíbnh toán tương tự cho các đoạn dây khác kết quả ở bảng trên,
Tổn hao điện áp thực tế ∆Umax = 7,17 % đối với mạng động lưc và ∆Umax = 4,211%
đời với điện sinh hoạt đều thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp,
4.2. Tính toán ngắn mạch
a) xác định điện trở của các phần tử:
Tiến hành tính toán trong hệ đợn vị có tên,chọn Ucb = 0,38

XHT =

U 2 cb 0,38 2
=

= 13,346.10 −3 Ω
Sk
10,82

ZTBA =

U N % S cb
4,5 0,38 2
=
.
= 25,992.10 −3 Ω
100 S dmB 100 0,250

18
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội
∆Pk U 2 cb
4,1.0,38 2
=
= 9,472.10 −3 Ω
2
2
−3
S nBA
250 .10
RTBA =

2

TBA

X

=

GVHD : Trần Quang Khánh

2

Z B 2 − RB 2 = (25,992.10 −3 ) 2 + (9,472.10 −3 ) 2 = 24,204.10 −4 Ω

RC-0 = r0.l.

U tb2
0,38 2
= 0,92.0,87 .
= 0,239.10 −3 Ω
2
2
S nBA
22

XC-0 = x0.l.

U tb2
0,38 2
=

0
,
429
.
0
,
87
.
= 0,127.10 −3 Ω
2
2
S nBA
22

RTBA-HC = r0.lTBA-HC = 0,63.0,135 = 85,05.10-3 Ω
XTBA-HC = x0.lTBA-HC = 0,32.0,135 = 43,2. 10-3 Ω
Tương tự tính toán đối với các đoạn dây khác,kết quả ghi lại ở bảng 4,3 sau:
Đoạn dây

Chiều dài
l, km

Mạng động lực
Mã dây
Rd ,mΩ

ĐD 22 - TBA
TBA-T.Lợi
TBA-HC
TBA-Tr.Xã

Đoạn dây

Tr.Xã – Ê
Ê- Tr. Học
Tr.Học- L
L- H
T.Lợi- A
HC-T
HC-H
H-N

0,87
0,906
0,658
0,480

Chiều
dài
l, km
0,269
0,48
0,359
0,463
0,135
0,045
0,133
0,63

AC35

AC35
AC35
A70

Xd ,mΩ

0,2388
0,2487
0,1806
216,000

0,1114
0,1160
0,0842
148,800

Mạng sinh hoạt
Mã dây
A16
A25
A25
A50
A25
A25
A50
A16

Rd ,mΩ
169,4700
600,0000

448,5980
291,6900
168,7500
56,2500
83,7900
396,9000

Xd ,mΩ
86,8870
168,0000
125,6074
148,1600
47,2500
15,7500
42,5600
203,4900

b) Tính toán ngắn mạch ba pha:
Khi ngắn mạch xáy ra tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp 2 mạch điện tính toán bao gồm các phần
tử hệ thống,đường dây cao áp và máy biến áp,sơ đồ thay thế tính toán được thể hiện ở trên hình sau:
19
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Tổng trở ngắn mach tính đến thanh cái sau máy biến áp MBA 2 là :
Z k .TBA = (9,472 + 0,239 + 0,249) 2 + (0,077 + 0,127 + 24,204 + 13.346) 2 = 26,162mΩ

Dòng điện ngắn mạch 3 pha:
I k(3) =

380
3.26,162

= 8,386 A

Dòng xung kích:
Ixk,TBA = kxk.. Ik(3) = 1,2..8,386 = 14,232 kA
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
Ixk = 1,09.8,386 = 9,141 kA
Công suất ngắn mạch

Sk = .380.8,386=5519,492 kVA

c) Tính toán ngắn mạch một pha
Dòng ngắn mạch một pha được xác định đối với mạng điện hạ áp theo phương pháp
gần đúng:
I k(1) =

0,8.U ph
R k(1)

R(1)k = Rph + RT+RB
Rph , RT- điện trở tác dụng của dây pha và dây trung tính,
Coi tiết diện dây pha và dây trung tính là như nhau,đổi với trường hợp ngắn mạch tại

HC ,điện trở ngắn mạch sẽ có giá trị:
R(1)k-B = 2,85,05 +9,472 = 179,572 mΩ
Dòng điện ngắn mạch một pha tại điểm HC là:
I k(1) =

20
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

0,8.U ph
R

(1)
k

=

0,8.220
= 0,98kA
179,572

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội
GVHD : Trần Quang Khánh
Tính toán tương tự cho các điểm khác,kết quả ghi trong bảng 4.4 sau:
Bảng 4,4a Kết quả tính toán ngắn mạch của mạng điện động lực:
Điểm NM

Zk(3), mΩ

TBA
HC
T.Lợi
Tr. Xã

60,05204
310,3078
390,6023
369,8215

Zk(1), mΩ

Ik(3), kA

432014,8
579891,6
598181

3,65338
0,70702
0,56168
0,59324

Ik(1), kA

ixk

Ixk

0,40739
0,30351
0,29423

6,20000
1,19985
0,95320
1,00676

3,98219
0,77065
0,61223
0,64663

Bảng 4,4b Kết quả tính toán ngắn mạch của mạng điện sinh hoạt:
Điểm NM
Ê
H
Tr.Học
L
T
H=I
N
A

Zk(3), mΩ
234,8386
655,5067
498,9281
369,8215

212,0452
102,799
141,2218
488,1749

Zk(1), mΩ
353741
1214801
911997
598181
346972
121972
177052
803272

Ik(3), kA
0,93423
0,33469
0,43973
0,59324
1,03465
2,13419
1,55354
0,44941

Ik(1), kA
0,49754
0,14488
0,19298
0,29423

0,50725
1,44295
0,99406
0,21910

ixk
1,58544
0,56799
0,74624
1,00676
1,75586
3,62185
2,63644
0,76268

Ixk
1,01831
0,36481
0,47930
0,64663
1,12777
2,32627
1,69335
0,48986

4.3.Chọn thiết bị của trạm biến áp.
4.3.1.Thiết bị phía sơ cấp
Để kiểm tra thiết bị điện ta giả sử thời gian cắt bảo vệ là tk = 0,5s
1) Dao cách li
Trước hết cần xác định dòng điện làm việc bình thường phải cao áp trạm biến áp

S tt

Ilv =

3U

=

219,889
3.22

= 5,77 A

Căn cứ vào dòng điện làm việc ta chọn cầu dao điện cách ly loại DC 24 có các tham số ghi trong
bảng sau:
2) Cầu chảy cao áp
–Dòng điện làm việc cực đại ở chế độ bình thường phía cao áp:
S tt

Ilv =

3U

=

319,889
3.22

= 5,77 A

-Dòng định mức của cầu chảy được xác định trong khoảng:

21
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

I cp

IM ≤

kc

=

144
=
1,21

119(A)

Hệ số kc lấy theo bảng 5,4 –trang 143 –[1]
Ta chọn cầu chảy loại ΠKT; ΠK∋ có Un = 22 kV , dòng định mức dây chảy là 8 A,
Cầu chảy được kiểm tra theo điều kiện: Hiệu quả bảo vệ chống quá tải,theo điều kiện
này hệ số tin cậy chống quá tải ktc,qt là tỷ số giữa giá trị dòng định mức của dây chảy

và dòng điện cho phép của đường dây phải nhỏ hơn 1.
ktc,qt = = = 0,056 < 1
Như vậy điều kiện bảo vệ chống quả tải rất đảm bảo,
Kết quả chọn dao cách ly và cầu chảy cao áp ở cả hai trạm biến áp:
Tên thiết bị
Dao cách ly

Mã hiệu
CD-24

Un,kV
22

In,A
200

io,đ kA
50

ktc,qt

Cầu chảy

ΠKT; ΠK∋

22

100

Idc = 8 A

0,056

3) Chống sét

Chọn chống sét van loại RA10 do Pháp sản xuất ( bảng 35,pl [2] ),hoặc loại
AZLP501B,12 do hang Cooper Mỹ chế tạo.
4.4: Chọn thiết bị các tủ phân phối:
4.4.1: Chọn thanh cái.
* Thanh cái của tử phân phối phía hạ áp của trạm biến áp
Dòng làm việc chạy qua thanh cái là:
SΣ
∑

=

3U

=

219,889
3.0,38

= 334,086 A

I
Thanh cái dẹp bằng nhôm tiết diện:

22
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội
I
334,086
F=
=
= 303,715
j kt
1,1

GVHD : Trần Quang Khánh

mm2

Mật độ dòng điện kinh tế đối với dây nhôm là j kt=1,1 A/mm2 bảng 9.pl[2] bài tập cung
cấp điện.Ta chọn thanh cái 60x6 = 360 mm2
Kiểm tra thanh cái.
-Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Fmin .tc =

I k(3) . t k
Ct

8,386 .. 10 3 0,5
=
= 67,384 < Ftc = 360mm 2
88

Trong đó: Ct = 88 hệ số của vật liệu tra bảng 8.pl[2]
tk = 0,5s thời gian tồn tại ngắn mạch
Vậy thanh cái đạt yêu cầu về ổn định nhiệt.
-Kiểm tra ổn định động:
Chịn khoảng vượt của thanh cái là l=120 cm khoảng cách giữa các pha là a=70 cm;
+ Mômen uốn:
M = 1,76.10 − 2

i k2 .l 2 1,76.10 −2.120 2.14,232 2
=
= 73,334kg .cm
10.a
10.70

+ Mômen chống uốn :
W =0,167.b2.h=0,167.0,52.5 = 0,21 cm3
+Ứng suất σ
σt = =

= 349,212 < σcp = 1400 kg/cm2

Vậy điều kiện ổn định động đảm bảo.
4.4.2.Chọn sứ cách điện
Ta chọn sứ SM,25 có U = 1kV; lực phá hủy Fph = 375 kg
Lực cho phép trên đầu sứ là Fcp = 0,6, Fph = 0,6,375 = 225 kg
Lực tính toán:
23
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội
2
li xk2
− 2 120.18,281
= 1,76.10
= 10,083
a
70

Ftt = 1,76.10-2.

GVHD : Trần Quang Khánh

kg

Hệ số hiệu chỉnh: k = = 17,5/15 = 1,17
Lực tính toán hiệu chỉnh: k. Ftt = 1,17. 10,083 = 11,797 Tính toán tương tự,kết quả ghi trong bảng sau:

24
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

LỚP ĐHTĐH2-K5


Trường ĐHCN Hà Nội

GVHD : Trần Quang Khánh

Bảng 4.5a: kết quả tính chọn và kiểm tra thanh cái tử phân phối động lực.
Tủ p,phối
TBA
T.Lợi
HC
Tr. Xã

Stt
118,671
46,434
28,05
88,554

Iiv,A
180,302
70,549
42,618
134,544

F
163,911
64,136
38,743
122,313

Ik3
10,772
0,604

0,632
3,533

Ixk
6,200
0,953
1,007
3,700

Fc
200
120
75
200

Fmin
86,560
4,852
5,082
28,385

M
13,917
0,329
0,367
4,957

W
0,209
0,209

0,209
0,209

ứng suất
66,670
1,576
1,758
23,746

Ftt
1,160
0,027
0,031
0,413

Fhc
1,357
0,032
0,036
0,483

Bảng 4.5b: kết quả tính chọn và kiểm tra thanh cái tử phân phối sinh hoạt.
Tủ p,phối
T
H=I
N
A
Ê
H
L

Tr. Học

Stt

25
SVTH: LÊ TIẾN THÀNH

4,14
15,141
11,493
31,5428
20,971
20,971
23,705
6,21

Iiv,A
6,290
23,004
17,462
47,924
31,862
31,862
36,016
9,435

F
5,718
20,913
15,874

43,568
28,966
28,966
32,742
8,577

Ik3
1,044
0,342
0,453
0,632
1,132
2,841
1,928
0,471

Ixk
1,585
0,568
0,746
1,007
1,756
3,622
2,636
0,763

Fc
75
75
75

75
75
75
75
75

Fmin
8,386
2,748
3,641
5,082
9,099
22,826
15,492
3,785

LỚP ĐHTĐH2-K5

M
0,910
0,117
0,202
0,367
1,116
4,749
2,517
0,211

W
0,209

0,209
0,209
0,209
0,209
0,209
0,209
0,209

ứng suất
4,360
0,560
0,966
1,758
5,347
22,752
12,056
1,009

Ftt
0,076
0,010
0,017
0,031
0,093
0,396
0,210
0,018

Fhc
0,089

0,011
0,020
0,036
0,109
0,463
0,245
0,021