ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG

Đồ án môn học

1

Thiết kế cung cấp điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN
----***---

ĐỒ ÁN
MÔN HỌC
CUNG CẤP
ĐIỆN

Giáo
viên hướng dẫn : THS - NGUYỄN ĐỨC MINH
Sinh viên
: PHÙNG QUANG VIỆT
Lớp
:
Đ2-H3

HÀ NỘI – 2010

CHƯƠNG I
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
Khi thiết kế cấp điện cho một xã nông ngiệp cần thỏa mãn những yêu
cầu:
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

Đồ án môn học

2

Thiết kế cung cấp điện

- Độ tin cậy cung cấp điện: Mức độ đảm bảo cung cấp điện liên tục tùy
thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải.
- Chất lượng điện: Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số
và điện áp.
- An toàn: An toàn là vấn đề rất quan trọng, thậm chí phải được đặt lên hàng
đầu khi thiết kế, lắp đặt. Công trình cấp điện phải được thiết kế phải có tính an
toàn cao, an toàn cho người vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính xác
các thiết bị điện và toàn bộ công trình.
- Kinh tế: Phương án cung cấp điện phải có vốn đầu tư thấp nhất, thời hạn
thu hồi vốn đầu tư sớm nhất.
Các phụ tải điện chủ yếu ở nông thôn bao gồm những đặc trưng phụ tải như
sau:
Bơm tiêu, bơm tưới, trại chăn nuôi, xay sát, tuốt lúa, sửa chữa công cụ, trạm
xá, trường học và sinh hoạt. Khi thiết kế cấp điện cho một xã nông nghiệp cần
chú ý:
+ Bán kính cấp điện trên các đường trục hạ áp l ≤ 500 m, để dảm bảo chất
lượng điện áp.
+ trạm bơm nên đặt biến áp riêng, nếu công suất trạm bơm quá nhỏ có thể kéo
điện hạ áp tới nhưng phải kiểm tra sự sụt áp khi khởi động cơ.
+ Nên đặt công tơ 100% cho các hộ gia đình và công tơ tập trung trên cột.
+ Cần đảm bảo hành lang an toàn đương điện, tránh cây cối va đập vào đường
điện khi có mưa bão.
+ Cần thực hiện nối đất lặp lại cho ĐDK - 0,4kV.

+ Chú ý khoảng cột, độ võng, khoảng cách an toàn và tiết diện dây dẫn tối
thiểu quy phạm.
• Xác định phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất dể tính toán
thiết kế hệ thống cung cấp điện. Xác định phụ tải quá lớn so với thực tế
dẫn đến chọn thiết bị quá lớn làm tăng vốn đầu tư. Xác định phụ tải quá
bé gây cháy nổ hư hại công trình làm mất điện.

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

3

Thiết kế cung cấp điện

• Để tính toán tổng công suất cần cấp cho xã ta lần lượt tính toán công
suất của từng thôn theo số liệu đã cho và mặt bằng của xã, đưa các phụ
tải như: Thôn 1, thôn 3, thôn 4, trạm bơm 2 để tính toán và chọn máy
biến áp.

Nguồn điện là đường dây trên không 10kV của huyện cách xã 3km, và được
tiến hành như sau:

1) Xác định tổng công suất cần cấp cho xã
1.1) Xác định phụ tải của từng khu vực
Phụ tải sinh hoạt - Đây là phụ tải điện của các hộ gia đình. Ở nông thôn, các
gia đình có mức sống tương đối thấp và không chênh lệch nhau nhiều.
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

4

Phụ tải tính toán được xác định như sau:
Ptt = kđt.p0.n ;
Qtt = Ptt.tgϕ ; Stt =

.

Trong đó: Ptt, Qtt - công suất tính toán tác dụng, và phản kháng tính toán
kđt - hệ số đồng thời;
p0 - suất phụ tải tính toán cho một hộ dân;
n - là số hộ dân.
Để phục vụ sinh hoạt các hộ dân thường dùng nhiều loại thiết bị gia dụng
khác nhau như : đèn, quạt, tivi, radio, bếp điện, bàn là, tủ lanh …trong tính
toán cung cấp điện thường lấy hệ số công suất chung là cosϕ = 0,8.
Phụ tải điện trạm bơm : trong đề bài là cho trạm bơm tiêu, nên chỉ làm việc ít
ngày vào những dịp úng lụt.
n

Ptt = k dt .∑ kt .Pdmi
i =1

cosϕ = 0,8 ⇒ tgϕ = 0,75; kt - hệ số tải;
kđt - hệ số đồng thời.
Trong đó: Ptt, Qtt - phụ tải tác dụng, và phản kháng tính toán của trạm bơm

Với trạm bơm tiêu, do tính cấp bách của việc chống lũ lụt bảo vệ hoa màu,
cần cho 100% làm việc.
Như vậy, với trạm bơm tiêu trong nhưng ngày làm việc cho 100% máy bơm
vận hành đẩy tải, nghĩa là:
kđt = = 1
nlv - số máy bơm làm việc;
n - số máy bơm trong trạm
khi đó phụ tải điện của trạm bơm sẽ là:

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

5

Thiết kế cung cấp điện

n

Ptt = ∑ kt .Pdmi , với trạm bơm tiêu cosϕ = 0,8 (với kt = 1)
i =1

a). Phụ tải thôn 1:
Là phụ tải thuần nông lấy p0 = 0,5 (kw/hộ); cosϕ = 0,8 ⇒ tgϕ = 0,75;
n = 300 hộ dân → kđt = 0,29;
Ptt1 = kđt.p0.n = 0,29.0,5.300 = 43,5 kw
Qtt1 = Ptt1.tgϕ = 43,5.0,75 = 32,625 (kVAr)
S tt1 =

Ptt1
43,5
=
= 54,375(kVA)
cos ϕ
0,8

b). Phụ tải thôn 3:
Là phụ tải buôn bán lấy p0 = 0,8 (kw/hộ); cosϕ = 0,8 ⇒ tgϕ = 0,75
n = N.10 = 70.10 = 700 hộ dân (với N = 70 là số đề) → kđt = 0,29
Ptt3 = kđt.p0.n = 0,29.0,8.700 = 162,4 kw
Qtt3 = Ptt3.tgϕ = 162,4.0,75= 121,8 (kVAr)
S tt 3 =

Ptt 3
162,4
=
= 203(kVA)
cos ϕ
0,8

c). Phụ tải thôn 4:
Là phụ tải thuần nông lấy p0 = 0,5 (kw/hộ); cosϕ = 0,8 ⇒ tgϕ = 0,75
n = N.12 =70.12 = 840hộ dân (với N = 70 là số đề) → kđt = 0,28
Ptt4 = kđt.p0.n = 0,28.0,5.840 = 117,6 (kW)
Qtt4 = Ptt4.tgϕ = 117,6.0,75 = 88,2 (kVAr)
S tt 4 =

Ptt 4
117,6

=
= 147(kVA)
cos ϕ
0,8

d). Phụ tải trạm bơm 2:
Là phụ tải trạm bơm tiêu có cosϕ = 0,8 ⇒ tgϕ = 0,75 với kt = 1; kđt = 1; có 3
máy bơm
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

6

Thiết kế cung cấp điện

3

Ptt 2 = k đt .∑ kt .Pdmi = 1.3.33 = 99(kW )
i =1

Qtt2 = Ptt2.tgϕ =99.0,75 = 74,25 (kVAr)
S tt 2 =

Ptt 2
99
=
= 123,75(kVA)
cos ϕ 0,8

1.1) Xác định phụ tải của toàn xã:
Với kđt = 0,9
4

PX = k dt .∑ Ptti = 0,9.(43,5 + 99 + 162,4 + 117,6) = 380,25(kW )
i =1
4

Q X = k dt .∑ Qtti = 0,9.(32,625 + 74,25 + 121,8 + 88,2) = 285,188(kVAr )
i =1

S X = PX2 + Q X2 = 380,25 2 + 285,188 2 = 475,313( kVA)

Px
380,25
=
= 0,8
S
475
,
313
x
Cosϕ X =

CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA TOÀN XÃ
1) Xác định vị trí số lượng, công suất của các trạm biến áp phân phối.
• Vị trí đặt máy biến áp:

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

7

Thiết kế cung cấp điện

Để đảm bảo chất lượng biến áp các trạm biến áp đặt sao cho bán kính cấp điện
là nhỏ nhất (l ≤ 500m) nên vị trí của các máy biến áp đươc bố trí như sau:
+ Đối với thôn 1 có chiều dài

: 1290 m;

chiều rộng : 660 m
nên ta đặt máy biến áp vào trung tâm của thôn.
+ Đối với thôn 3 có chiều rộng : 540 m và 360 m;
chiều dài : 1200 m
nên ta đặt máy biến áp vào trung tâm của thôn.
+ Đối với thôn 4 có chiều dài : 1380 m;
chiều rộng : 840 m
nên ta đặt máy biến áp vào trung tâm của thôn.
• Chọn số lượng máy biến áp:
Chọn máy biến áp là một công việc rất quan trọng. Số lượng các máy biến
áp trong trạm phụ thuộc vào các yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các
hộ tiêu thụ của trạm.
Phụ tải xã có mức độ yêu cầu cung cấp điện không cao nên để đảm bảo về
mặt kinh tế ta chỉ cần sử dụng một MBA 3 pha hai dây quấn.
Công suất các máy biến áp được chọn phải đảm bảo cung cấp điện cho tất

cả các hộ tiêu thụ của trạm trong tình trạng vận hành bình thường.(chế độ
phụ tải cực đại).
Đối với một máy biến áp, công suất của máy biến áp chọn theo công thức:
SđmBA ≥ Stt ;
UđmBA ≥ Uđm m = 10 kV
Stt – Công suất của phụ tải tính toán;
SđmBA - công suất định múc của máy biến áp;
UđmBA - điện áp định mức máy biến áp;
Uđm m - điện áp định mức của mạng điện.
Căn cứ vào trị số công suất tính toán cho từng khu vực và vị trí mặt bằng địa
lí, phương án cấp điện hợp lí nhất cho xã.
- Đặt một trạm biến áp cho thôn 1 có S1 = 54,375kVA)
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

8

Chọn máy BA - 100 - 10/0,4 do ABB chế tạo.
- Đặt một trạm biến áp cho thôn 3 có S3 = 203 (kVA)
Chọn máy BA - 250 - 10/0,4 do ABB chế tạo.
- Đặt một trạm biến áp cho thôn 4 có S4 = 147 (kVA)
Chọn máy BA - 160- 10/0,4 do ABB chế tạo.
- Đặt một trạm biến áp cho trạm bơm 2 có S2 = 123,75 (kVA)
Chọn máy BA - 160 - 10/0,4 do ABB chế tạo.
Bảng thông số kỹ thuật của các máy biến áp
Kiểu máy

SđmBA,kVA

Điện áp, kV
Cao
Hạ
10
0,4
10
0,4
10
0,4
10
0,4

100
250
160
160

320
640
500
500

2050
4100
2950
2950

4,5
4,5
4,5
4,5

Bảng kết quả cho toàn xã
Khu vực

Stt , kVA

SđmB, kVA

Số máy

Tên trạm Loại trạm

Thôn 1

54,375

100

1

T1

Bệt

Thôn 3

203

250

1

T3

Bệt

Thôn 4

147

160

1

T4

Bệt

Trạm bơm 2

123,75

160

1

T2

Bệt

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

9

2) Vạch phương án mạng điện cao áp xã.
2.1) Các phương án nối dây của mạng điện cao áp
Dự kiến đưa ra 3 phương án nối dây cung cấp điện
a) Phương án A:
Mặt bằng cấp điện cao áp phương án A

Th«n 4

T
4
§DK - 10 kV

Th«n 3

§­êng trôc x·

T

A

B

TPPTT
x·

3

Th«n 1

T
1
2
T
2 Tr¹m b¬m 2
Ph­¬ng ¸n A - S¬ ®å bè trÝ tr¹m biÕn ¸p vµ m¹ng cao ¸p toµn x·
b) Phương án B
Mặt bằng cấp điện cao áp phương án B

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

10

c) Phương án C:
Mặt bằng cấp điện cao áp
Th«n 4

T
4

Th«n 3

§DK - 10 kV

§­êng trôc x·

T

A

B
Th«n 1

T
1

3

TPPTT
x·

2
T

2 Tr¹m b¬m 2

Ph­¬ng ¸n C - S¬ ®å bè trÝ tr¹m biÕn ¸p vµ m¹ng cao ¸p toµn x·

Nhận xét 3 phương án:
Phương án A:
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

11

Trong 3 Phương án đi nối dây, xuất phất từ trạm phân phối(TPPTT Xã) ta
kéo dây trực tiếp tới các trạm biến áp thteo các đường thẳng hình tia. Phương
án cung cấp điện này ta thấy : - có tổng chiều dài nhỏ nhất, nhưng không thuận
lợi cho việc thi công, sửa chữa, bảo dưỡng và phát triển mạng điện. Phương án
này không khả thi.
Phương án B:
Các đường dây được bố trí từ các trạm phân phối tới các trạm biến áp theo
đường bẻ góc, các đường dây được xây dựng theo các trục đường, như vậy sẽ
thuận cho việc vận hành , sửa chữa, bảo dưỡng và có khă năng phát triển phụ
tải. Tuy nhiên chiều dài đường đây sẽ tăng cao hơn.
Phương án C:
Với phương án này trạm biến áp(T2) của trạm bơm 2 được cung cấp điện
thông qua thôn 3 xuống. Ta thấy chiếu dài của đường dây cung cấp cho trạm
bơm 2(T2) giảm xuống, nhưng tiết diện dây nối từ trạm phân phối tới trạm biến
áp thôn 3(T3) có tăng lên. Sửa chữa, vận hành phức tạp hơn so với phương án

B. Mặt khác khi sự cố đường dây trục thôn 3 thì trạm bơm sẽ mất điện.
Ta thấy phương án B la khả thi nhất trong 3 phương án, và dùng để
tính toán kinh tế.
2.2) Xác định tiết diện dây dẫn cho các tuyến đường dây
+ Kiểm tra tiết diện tiêu chuẩn đã chọn theo các điều kiện kỹ thuật(Nếu có
một điều kiện không thỏa mãn thì nâng tiết diện dây dẫn lên):
∆Umaxbt ≤ ∆Ubtcp;

(1)

∆Umaxsc ≤ ∆Usccp;

(2)

Isc ≤ Icp;

(3)

Trong đó:
∆Ubt, ∆Usc - là tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường và
sự cố.
∆Ubtcp, ∆Usccp - trị só ∆U cho phép lúc bình thường và sự cố.
Với U ≤ 35 (kV):

∆Ubtcp = 5% Uđm

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

12

Thiết kế cung cấp điện

∆Usccp = 10% Uđm
Isc, Icp - dòng điện sự cố lớn nhất qua dây dẫn và dòng điện phát nóng lâu
dài cho phép.
Ngoài ra, tiết diện dây dẫn đường dây trên không phải thỏa mãn các điều kiện
về độ bền cơ học và tổn thất vầng quang.
Riêng với cáp ở mọi cấp điện áp phải thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng
ngắn mạch:
F = α .IN. t qđ
Trong đó:
IN - trị số dòng ngắn mạch;
α - hệ số, với nhôm α = 11, với đồng α = 6;
tqđ - thời gian quy đổi, với ngắn mạch trung, hạ áp cho phép lấy tqđ = tc
(thời gian cắt ngắn mạch), thường tc = (0,5 ÷ 1)s.
• Do đây là lưới trung áp nông thôn, tiết diện dây dẫn chọn theo ∆Ucp.
Xuất phát từ nhận xét: Khi thiết diện dây dẫn thay đổi thì điện trở thay đổi
theo còn điện kháng rất ít thay đổi, tra sổ tay ta thấy x0 (Ω/km)có giá trị x0 =
0,33 ÷ 0,45 bất kể cỡ dây dẫn và khoảng cách giữa các pha. Vì thế có thể cho 1
trị số x0 ban đầu nằm trong khoảng giá trị thì sai số phạm phải không lớn.
• Trình tự xác định tiết diện dây theo phương pháp ∆Ucp như sau:
Tổn thất điện áp xác định theo biểu thức :

∆U =

P.R + Q. X P.R Q. X
=

+
= ∆U ' + ∆U ''
U đm
U đm U đm

 Cho 1 trị số x0 lân cận 0,4 (Ω/km), trường hợp tổng quát n tải tính
được.

∆U '' =

x0
.∑ Qij .lij
U đm

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

13

Thiết kế cung cấp điện

 Xác định thành phần ∆U’

∆U ' = ∆U cp − ∆U ''
 Xác định tiết diện tính toán theo ∆Ucp

F=

ρ
.∑ Pij .lij
U đm .∆U '

Chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất lớn hơn.
 Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật (1), (2), (3).
 Trong các công thức trên:
Q (kVAr), P (kW), l (km), ∆U’ (V), Uđm (kV).

Sơ đồ nguyên lý của trạm phân phối xã.

∆U’’max = max{∆U’’A-B-1, ∆U’’A-B-2, ∆U’’A-B-3, ∆U’’A-B-4}
∆U A'' − B −1 =

x0
x
.∑ Q.l = 0 [(Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ).l A − B + Q1.lB −1 ]
U đm
U đm

Cho x0 = 0,35 (Ω/km)
∆U A'' −B−1 =

0,35
[(32,625 + 74,25 + 121,8 + 88,2).3 + 32,625.1,8]
10

= 35,327 (V)
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

Đồ án môn học
∆U A'' − B −2 =

14

Thiết kế cung cấp điện

x0
x
.∑ Q.l = 0 [(Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ).l A− B + Q2 .l B −2 ]
U đm
U đm

Cho x0 = 0,35 (Ω/km)
∆U A'' −B−2 =

0,35
[(32,625 + 74,25 + 121,8 + 88,2).3 + 74,25.1,44]
10

= 37,014(V)

∆U A'' − B −3 =

x0
x
.∑ Q.l = 0 [(Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ).l A− B + Q3 .l B −3 ]
U đm
U đm

Cho x0 = 0,35 (Ω/km)
∆U A'' −B −3 =

0,35
[(32,625 + 74,25 + 121,8 + 88,2).3 + 121,8.1,5]
10

=39,666(V)
∆U A'' − B − 4 =

x0
x
.∑ Q.l = 0 [(Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ).l A− B + Q4 .l B − 4 ]
U đm
U đm

Cho x0 = 0,35 (Ω/km)

∆U A'' −B −4 =

0,35
[(32,625 + 74,25 + 121,8 + 88,2).3 + 88,2.1,4]
10

= 37,594(V)
Vậy ∆U’’max = max{∆U’’A-B-1, ∆U’’A-B-2, ∆U’’A-B-3, ∆U’’A-B-4}=
∆U’’max = max{35,327; 37,014; 39,666; 37,594}= 39,666 (V) = ∆U’’A-B-3
∆U’’max = ∆U’’A-B-3 = 39,666(V).
• Do tổn thất điện áp cho phép trong mạng ΔUcp = 5%, nên mặt khác tổn

thất điện áp từ TBA trung gian tới điểm A là 2%, nên tổn thất điện áp từ
điểm A tới TPPTT Xã là 3%
Ta có: ∆Ucp = 3%.Uđm = 3%.10000 = 300(V), tính được thành phần tổn thất
điện áp do P gây ra trên R đường dây:
∆U’ = ∆Ucp - ∆U’’ = 300 – 39,666 =260,334(V).

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

15

+ Tiết diện tính toán của dây dẫn

F=
F=

ρ
ρ
.
P
.
l
=
.[( P1 + P2 + P3 + P4 ).l A− B + P3.l B−2 ]
∑
U đm .∆U '

U

31,5
.[(43,5 + 99 + 162,4 + 117,6).3 + 162,4.1,5] = 18,284(mm 2 )
10.260,334

Chọn tiết diện dây tiêu chuẩn gần nhất là AC - 35 cho toàn tuyến, có thông số:
r0 = 0,85 (Ω/km); x0 = 0,403(Ω/km).
• Kiểm tra lại:
∆U = ∆U = ∆U + ∆U
∆U =

=

=
= 110,813V
∆U =

=
= 32,666V

∆U = ∆U = ∆U + ∆U = 110,813 + 39,666
=143,479

⇒

∆Umax = 143,679(V) < ∆Ucp = 300 (V)

Vậy chọn toàn bộ lưới điện trung áp xã AC - 35 là hợp lý.

Bảng thông số của các đường dây như sau:
Bảng -1
Đường
dây

.

S
kVA

Loại
dây

L
km

r0

Ω
km

x0

Ω
km

R

Ω

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

X
Ω


Đồ án môn học
BATG-B
B-1
B-2
B-3
B-4

Thiết kế cung cấp điện

16

380,25 + j285,188
43,5 + j32,625
99 + j74,25
162,4 +j 88,2
117,6 + j16,305

AC - 35
AC - 35
AC - 35
AC - 35
AC - 35

3

1,8
1,44
1,5
1,4

0,85
0,85
0,85
0,85
0,85

0,403 2,55 1,209
0,403 1,53 0,725
0,403 1,224 0,580
0,403 1,275 0,605
0,403 1,19 0,564

Vì điều kiện nông thôn cho phép các trạm đều dùng loại trạm bệt, máy biến áp
đặt trên bệ xi măng ngoài trời, tủ phân phối đặt trong nhà xây mái bằng, trạm
có tường bao quanh.

Sơ đồ nguyên lí mạng cao áp

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

17

Thiết kế cung cấp điện

Phía cao áp các trạm máy cắt hợp bộ và đặt chống sét van, biến điện áp
đo lường, phía hạ áp đặt tủ phân phối trong có áptômát tổng và các áptômát
nhánh.vì các lộ 0,4 kV đi ra là đường dây trên không nên trong các tủ phân
phối cho các khu vực đều đặt chống sét van.
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

18

Thiết kế cung cấp điện

3)Lựa chọn các phần tử trên sơ đồ
Lưới điện thiết kế nằn trong khu vực hệ thống cung cấp điện của huyện, có
trạm biến áp trung gian 110/10 kV cấp điện cho phụ tải toàn xã. Dòng điện cấp
cho phụ tải mới được lấy rẽ nhánh từ đường trục trung áp, đường trục này
đường trục này xuất phát từ trạm biến áp trung gian 10/0,4 kV. Tại A ta đặt
một máy cắt hợp bộ để tiện cho việc sửa chữa hệ thống điện của xã vì khoảng
cách từ A về trạm phân phối của xã khá xa (2,8km)

• Lựa chọn máy cắt(MC), thanh góp(TG), chống sét
van(CSV), máy biến điện áp đo lường(BU) cao áp của trạm
phân phối.
 Chọn máy cắt điện (MC)
Máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện cao áp để
đóng, cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch để bảo vệ
cho các phần tử trong hệ thống cung cấp điện.

Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt:
Các đại lượng chọn và kiểm tra
Điện áp định mức (kV)

Kết quả
UđmMC ≥ UđmLĐ

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

19

Dòng điện định mức (A)
Dòng cắt định mức (kA)
Công suất cắt định mức (MVA)
Dòng ổn định động (kA)

IđmMC ≥ Icb
Icđm ≥ I’’
Scđm ≥ S’’N
Iôdđ ≥ ixk

Dòng điện ổn định nhiệt (kA)

Iôđnh ≥ I∞ .

Trong đó:
UđmLĐ - điện áp định mức của lưới điện, kV;
Icb
- dòng điện cưỡng bức, nghĩa là dòng điện là việc lớn nhất đi qua
máy cắt;
I∞, I’’ - dòng ngắn mạch vô cùng và siêu quá độ, trong tính toán ngắn
mạch lưới cung cấp điện, coi ngắn mạch là xa nguồn, các trị số này bằng nhau
và bằng dòng ngắn mạch chu kỳ;
ixk
mạch:

-

dòng ngắn mạch xung kích, là trị số tức thời lớn nhất dòng ngắn
ixk = . 1,8.IN;

S’’

-

công suất ngắn mạch
S’’ = .Utb.I’’;

tnh.đm -

thời gian ổn định nhiệt định mức;

tqđ

thời gian quy đổi, và bằng thời gian tồn tại ngắn mạch

-

Iôđnh ≥ I∞ .
Dòng điện tính toán cho toàn xã:

IX =

SX
475,313
=
= 27,442( A) .
3.U đm
3.10

Với dòng điện này ta lựa chọn dùng tủ máy cắt hợp bộ loại 8DC11 cách điện
SF6 do SIMENNS chế tạo có thông số như sau:
Loại Cách Loại
MC
điện
trạm
8DC11 SF6 1HTTG

Uđm
(kV)
12

Iđm
(A)

1250

IN
(kA)
31,5

INmax
(kA)
63

IN3s
(kA)
25

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

20

 Chọn thanh góp (TG)
Tiết diện của
một thanh,
mm2
200

Kích thước,

mm
40 x 4

Khối lượng, kg/m
(thanh Đồng)

Dòng điện cho phép, A
(mỗi pha một thanh)

1,424

625

 Chọn chống sét van (CSV)
Chống sét van có nhiệm vụ là chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không
truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối.
Đấu chống sét van vào trạm, vừa đảm bảo an toàn cho dao cách ly, vừa
thuận tiện cho việc sủa chữa thay thế chống sét van.
Điều kiện chọn chống sét van:

UđmCSV ≥ UđmLĐ
Với cấp điện áp này ta chọn chống sét van loại PBO - 10 do Liên Xô chế
rạo, và có thông số cho ở bảng sau:

Loại

Uđm,
(kV)

PBO - 10

10

Điện áp
cho phép
lớn nhất
Umax,(kV)
12,7

Điện áp đánh
thủng khi tần
số 50Hz,(kV)
26

Điện áp đánh thủng
Khối
xung kích khi thời
lượng,
gian phóng điện 2
( kg)
đến 10s,(kV)
48
4,2

 Chọn máy biến áp đo lường điện (BU)
Máy biến điện áp đo lường(BU), có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất
kỳ xuống 100 V hoặc 100/ V, cấp nguồn cvho các mạch đo lường, điều khiển,
tín hiệu bảo vệ.
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

21

Máy biến điện áp đo lường được chọn theo điều kiện sau:
1) USđmBU ≥ Umạng điện
2) Cấp chính xác: phù hợp với dụng cụ đo.
3) Công suất định mức: STđmBU ≥ ST
Chọn máy biến áp đo lường loại HOM -10 do LIÊN XÔ(cũ) chế tạo, thông số
kỹ thuật cho ở bảng sau:
Loại máy
biến điện
áp

HOM-10

Cấp
điện áp,
(kV)

10

Điện áp định
mức, (V)
Cuộn Cuộn
sơ
thứ

cấp
cấp
10000 100

Công suất định mức,VA
ứng với cấp chính xác

Công suất
cực đại,
(VA)

0,5
75

640

 Lựa chọn dao cách ly(DCL), cầu chì (CC) cao áp các trạm
(T1, T2, T3, T4)
Dao cách ly(DCL) có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần điện và phần
không có điện tạo khoảng cách an toàn trông thấy phục vụ cho công tác sửa
chữa, kiểm tra, bảo dưỡng. Dao cách ly không được phép đóng cắt khi đang
mang tải vì dao cách ly không có bộ phận dập hồ quang.
Cầu chì(CC) có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
Trong lưới trung áp, dao cách ly ít dùng riêng rẽ, thường dùng kết hợp:
- Kết hợp với máy cắt hoạc trong bộ máy cắt MC- DCL
- Kết hợp với cầu chì trung áp đặt tại các trạm BAPP.
Cầu chì và dao cách ly được chọn theo điều kiện sau:

CÁC ĐIỀU KIỆN CHỌN VÀ KIỂM TRA DAO CÁH LY
Các đại lượng chọn và kiểm tra

Kết quả

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

22

Điện áp định mức (kV)
Dòng điện định mức (A)
Dòng ổn định động (kA)

UđmDCL ≥ UđmLĐ
IđmDCL ≥ Icb
Icđm
≥ ixk

Dồng ổn định nhiệt (kA)

Inh.đm

≥ I∞ .

CÁC ĐIỀU KIỆN CHỌN VÀ KIỂM TRA CẦU CHÌ
Các đại lượng chọn và kiểm tra
Điện áp định mức (kV)

Dòng điện định mức (A)
Dòng ổn định động (kA)
Công suất cắt định mức (MVA)

UđmCC ≥
IđmCC ≥
Icđm
≥
Scđm
≥

Kết quả
UđmLĐ
Icb
I’’
S’’

Lựa chọn dao cách ly, cầu chì
 Đối với thôn 1 (T1)
Dòng điện tính toán của thôn 1:
I1 =

S tt1
54,375
=
= 3,139( A)
3.U đm
3.10

 Đối với thôn 3 (T3)

Dòng điện tính toán của thôn 3
I3 =

S tt 3
203
=
= 11,72( A)
3.U đm
3.10

 Đối với thôn 4 (T4)
Dòng điện tính toán của thôn 4:
I4 =

S tt 4
147
=
= 8,487( A)
3.U đm
3.10

 Đối với trạm bơm 2 (T2)
Dòng điện tính toán của trạm bơm 2:
SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh


Đồ án môn học

23
I2 =

Thiết kế cung cấp điện

S tt 2
123,75
=
= 7,145( A)
3.U đm
3.10

+ Ta nhận thấy với các dòng điện tính toán như trên chọn các dao cách ly có
thông số như nhau.
Chọn dao cách ly 3DC, Uđm = 12 V; thông số kỹ thuật cho ở bảng sau:

Loại DCL
3DC

BẢNG CHỌN DAO CÁCH LY
Uđm (kV)
Iđm (A)
Icđm(kA)
12
400
40

Inh.đm(kA)
16

+ Ta nhận thấy với các dòng điện tính toán như trên chọn các cầu chì có thông
số như nhau.

Chọn cầu chì ống 3GD do SIMENES chế tạo có các thông số ghi trong bảng:

Loại CC
3GD1 - 220- 3B

BẢNG CHỌN CẦU CHÌ
Uđm (kV)
Iđm (A)
Icđm(kA)
12
100
40

IcắtNmin(A)
400

4) Tính toán ngắn mạch cao và lựa chọn các thiết bị bảo vệ ( MC,
TG, DCL, CC )
Ngắn mạch là tình trạng sự cớ nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ
thống điện cung cấp điện. Vì vậy, các phần tử trong hệ thống cung cấp điện
phải được tính toán và lựa chọn sao cho không nhưng là việc tốt trong trạng
thái làm việc bình thường mà còn có thể chịu đựng được trạng thái sự cố trong
giới hạn cho phép. Để lựa chọn được tốt các phần tử của hệ thống cung cấp
điện, chúng ta phải dự đoán các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính toán
được các số liệu về tình trạng ngắn mạch như: Dòng điện ngắn mạch, công suất
ngắn mạch…

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

Đồ án môn học

24

Thiết kế cung cấp điện

Ngắn mạch trong trung áp được coi là ngắn mạch xa nguồn, tại đó dòng
ngắn mạch thành phần chu kỳ đã tắt, chỉ còn dòng ngắn mạch chu kỳ hay còn
gọi là dòng ngắn mạch siêu quá độ hoặc dòng ngắn mạch vô cùng.
Ick = I’’ = I∞ = IN
Để tính ngắn mạch trung áp coi nguồn là công suất cấp cho điểm ngắn
mạch là công suất cắt định mức của máy cắt tại trạm BATG, khi đó điện kháng
gần đúng xác định theo công thức sau:
XH =

;

Trong đó:
Utb - điện áp trung bình của lưới điện (kV), Utb = 1,05.Uđm;
ScđmMC - công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn đặt tại trạm BATG
cấp cho điểm ngắn mạch (MVA).
ScđmMC = . Uđm.Icđm.
Với Uđm, Icđm - là điện áp định mức và dòng điện cắt ngắn mạch định mức
của máy cắt.
Trị số dòng ngắn mạch xoay chiều 3 pha xác định theo công thức:
IN = , (kA)
ZN - tổng trở ngắn mạch, tức là tổng trở từ nguồn đến điểm ngắn mạch.
Sơ đồ nguyên lý tính toán ngắn mạch:

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

Đồ án môn học

Thiết kế cung cấp điện

25

Do công suất ngắn mạch tại điểm đấu A: 240 MVA, nên ScđmMC = 240 MVA;
a)Tính ngắn mạch tại điểm ngắn mạch N và N1:
Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch tại diểm N và N1:
X

R

H

D

X

D

N

R

D1

X

D1

Chọn U = 10,5 kV
+ Tính ngắn mạch tại điểm N
Điện kháng của hệ thống:

XH =

U tb2
S cdmMC

10,5 2
=
= 0,46(Ω)
240

Từ bảng - 1 thông số của các đường dây tính được:
Tổng trở đường dây D :
.

Z D = RD + jX D = 2,55 + j1,209(Ω)
Tổng trở ngắn mạch tại điểm N:

SV:Phùng Quang Việt – Lớp Đ2-H3 GVHD:THS - Nguyễn Đức Minh

N

1