THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN TRUNG áp CHO KHU đô THỊ NGA SƠN NEW CITY h NGA SƠN t THANH HÓA

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA - CHẤT

BỘ MƠN ĐIỆN KHÍ HĨA XÍ NGHIỆP
-------------------------

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Tạ Xuân Trưởng
Mã số sinh viên: 1421060285
Ngành: Hệ thống điện

Khóa: 59

Hệ đào tạo: Chính quy

Mã số ngành:
Thời gian nhận đề tài: ..... ngày.....tháng..... năm 20.....
Thời gian hoàn thành: ..... ngày.....tháng..... năm 20.....
TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN TRUNG ÁP CHO KHU ĐÔ THỊ
NGA SƠN NEW CITY - H.NGA SƠN - T.THANH HĨA
Phần chung
Giới thiệu khái qt về khu đơ thị Nga Sơn New City
Phần chun đề
Tính tốn, thiết kế cung cấp điện trung áp cho khu đô thị Nga Sơn New City
Giáo viên hướng dẫn:

Trưởng Bộ môn:

PGS.TS PHẠM TRUNG SƠN

PGS.TS ĐỖ NHƯ Ý

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

PHỤ LỤC HÌNH VẼ

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

Lớp Hệ thống điện K59

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

PHỤ LỤC BẢNG THỐNG KÊ

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, trong xu thế hội nhập quá trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa được
phát triển rất mạnh mẽ. Trong những năm gần đây nước ta đã đạt được rất nhiều các
thành tựu to lớn, tiền đề cơ bản để đưa đất nước bước vào thời kỳ mới thời kỳ cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong q trình đó thì ngành điện đã đóng một vai trị hết
sức quan trọng, là then chốt, là điều kiện không thể thiếu của ngành sản xuất cơng
nghiệp. Ngồi sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội của người dân
càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện của các ngành công nông nghiệp và dịch vụ
tăng lên khơng ngừng theo từng năm, nhu cầu đó khơng chỉ đòi hỏi về số lượng mà
còn phải đảm bảo chất lượng điện năng. Để đảm bảo cho nhu cầu đó chúng ta cần
phải thiết kế một hệ thống cung cấp điện đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật, an toàn, tin cậy
và phù hợp với mức độ sử dụng. Do đó đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện là yêu
cầu bắt buộc với sinh viên ngành điện.

Đồ án: “Thiết kế cung cấp điện trung áp cho khu đô thị Nga Sơn New City” là một
bước làm quen của sinh viên ngành hệ thống điện về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện vì
nó là một đề tài mới và còn khá nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình thiết kế. Sau
một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Phạm Trung Sơn, đến
nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án mơn học này. Do thời gian có hạn nên
khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các
thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ
chun mơn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cơ trong bộ mơn Điện khí hóa. Đặc biệt là thầy
PGS.TS Phạm Trung Sơn đã hướng dẫn em rất tận tình và chu đáo để em có thể hồn
thành đồ án đúng thời hạn.
Hà Nội, ngày ...tháng ...năm 2020
Sinh viên thực hiện

Tạ Xuân Trưởng

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

5

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp
Chương 1:

GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ DỰ ÁN KHU ĐÔ THỊ
NGA SƠN NEW CITY

1.1. Đặc điểm tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Khu đô thị Nga Sơn New City tọa lạc tại khu đất rộng hơn 12 ha phía Bắc trung
tâm thị trấn Nga Sơn – Thanh Hóa với địa thế thiên thời địa lợi nhân hòa, là khu vực
đang trên đà phát triển của huyện Nga Sơn. Dự án được thừa hưởng giá trị cộng đồng
văn hóa tri thức nơi đây.

Hình 1. 1 Vị trí địa lý của khu đơ thị Nga Sơn New City
Từ khu đô thị Nga Sơn New City có thể dễ dàng kết nối đến các vị trí khác của
huyện Nga Sơn, cũng như các huyện thành phố khác:
+ Quốc lộ 10: 50m.
+ Trường THPT Ba Đình: 300m.
+ Trường trung cấp nghề Nga Sơn: 200m.
+ Sân vận động huyện: 800m.
+ Bến xe Nga Sơn: 1km.

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

6

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

+ Chợ huyện Nga Sơn: 500m.
+ ….Các tiện ích đầy đủ trong bán kính < 2km.
1.1.2. Địa hình địa chất khu vực

Khu đô thị Nga Sơn New City thuộc huyện Nga Sơn với địa hình hơn 80% diện
tích của huyện là đồng bằng, địa hình thoải từ Tây sang Đơng. Phía Bắc của huyện
có dãy núi Tam Điệp, phía Nam có con sông Lèn chảy qua. Khu đô thị được xây dựng
trên khoảng đất cao bằng phẳng.
Tuyến đường dây 22kV cấp điện cho khu đô thị Nga Sơn New City chủ yếu đi
trên mặt bằng của khu vực có địa chất đơn giản, ít có những hiện tượng địa chất động
lực học gây mất ổn định. Tuyến đường dây 22kV và địa điểm đặt trạm được xây dựng
trên địa hình khơng có nước ngập mặn thường xuyên, nước ngầm sâu 2m. Do đó, mơi
trường nước khơng ảnh hưởng đến cột điện và trạm biến áp. Với đặc điểm trên, có thể
nói tuyến đường dây 22kV và trạm biến áp được đảm bảo vận hành an tồn và lâu dài.
1.1.3. Khí hậu
Vị trí địa lý mang lại cho khu đơ thị Nga Sơn New City loại khí hậu nhiệt đới
gió mùa, với nền nhiệt cao, mùa đông không lạnh lắm, mùa hè tương đối nóng, lượng
mưa trung bình. Nhiệt độ trung bình năm là 23-240C. Lượng mưa trung bình là 17001900mm. Mùa mưa kéo dài 6 tháng (từ tháng 5 đến tháng 10). Có hai thời kỳ khơ ngắn
là tháng 5,6 và tháng 10,11.
Khí hậu của khu đơ thị Nga Sơn New City không quá khắc nghiệt tạo điều kiện
thuận lợi cho các hoạt động du lịch diễn ra quanh năm và có thể phát triển được về
nhiều mặt.
1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
1.2.1. Dân số
Theo quy hoạch dự án xây dựng cơ sở hạ tầng khu đô thị Nga Sơn New City,
phục vụ khoảng 450 hộ dân cư sinh sống và sinh hoạt. Dự kiến hết năm 2023 sẽ hoàn
thành dự án.
1.2.2. Sự gia tăng dân số.
Do tính chất đặc thù của một khu đô thị mới, nên sau khi được xây dựng và đi
vào sử dụng nó có tính khá ổn định về mặt dân cư cũng như kiến trúc. Vì thế, có thể
nói trong tương lai gần dân số tăng không đáng kể, không ảnh hưởng lớn đến các phụ
Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

7

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

tải tính tốn cho mỗi hộ gia đình.
1.2.3. Tình hình kinh tế xã hội
Đây là khu chung cư mà người dân chủ yếu là công nhân, viên chức nhà nước,
làm nghề buôn bán và kinh doanh. Do vậy, họ thuộc loại hộ gia đình khá giả và mức
sống khá. Cùng với đó thì nhu cầu sử dụng điện năng của các hộ tiêu thụ cũng cao.
Cùng với sự phát triển vượt bậc của các ngành khoa học kỹ thuật và công nghệ,
nhất định thúc đẩy nền kinh tế phát triển. Đi đơi với nó là mức sống của người dân sẽ
được nâng cao rõ rệt cả về vật chất lẫn tinh thần.
Khi kinh tế gia đình ổn định, những địi hỏi thiết yếu của cuộc sống phải cao
hơn. Người dân sẽ chú ý hơn tới các vật dụng trong gia đình, trang bị cho ngơi nhà của
mình ngày càng đầy đủ và hiện đại. Song song với việc đó mức tiêu thụ điện năng
trong mỗi hộ tiêu thụ điện sẽ tăng. Do vậy, khi tính tốn thiết kế cấp điện cần phải tính
đến cả sự phát triển của nền kinh tế, từ đó phải tính đến hệ số phát triển phụ tải trong
tương lai.
1.3. Nội dung quy hoạch khu đô thị Nga Sơn New City
Khu đô thị Nga Sơn New City được xây dựng một phần là đất ở và một phần
đất nông nghiệp của nhân dân thị trấn Nga Sơn. Cụ thể phần đất giao để xây dựng hạ
tầng kỹ thuật có diện tích khoảng 124,365 m 2 : trong đó diện tích xây dựng biệt thự
đơn lập là 16,837 m2, biệt thự song lập 14,121 m2, liền kề 29,766 m2, đường giao thơng
20,153m2 cịn lại là diện tích cây xanh, hồ, và các cơng trình cơng cộng khác.
Phối cảnh quy hoạch của khu đô thị

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

8

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1. 2 Phối cảnh quy hoạch của khu đô thị
Khu đô thị Nga Sơn New City được nghiên cứu xây dựng một khu dân cư mới
với quy hoạch tổng thể từ nhà ở, giao thông, điện, nước một cách hiện đại nâng chất
lượng cuộc sống của cư dân trong khu vực và góp phần đẩy nhanh sự phát triển cho
huyện Nga Sơn, và cũng một phần trong kế hoạch đưa Nga Sơn trở thành một thị xã
mới của tỉnh Thanh Hóa cũng như trở thành một trung tâm kinh tế - văn hóa lớn mạnh
của vùng..

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

9

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp
Chương 2:

TÍNH TỐN NHU CẦU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA KHU ĐƠ THỊ
NGA SƠN NEW CITY
Trong thiết kế cung cấp điện, việc tính tốn phụ tải rất quan trọng vì nó là yếu
tố quyết định đến chất lượng và hiệu quả của cơng trình. Nếu phụ tải điện tính tốn
nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị, nguy hiểm hơn có thể
dẫn đến cháy nổ thiết bị, gây hậu quả khơn lường. Cịn nếu phụ tải điện tính tốn lớn
hơn nhiều so với phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí.
Chính vì vậy, đây là một cơng việc khó địi hỏi người thiết kế phải có trình độ
chun mơn và có sự hiểu biết nhất định về xã hội, về môi trường để tùy theo từng đối
tượng, từng phụ tải mà có giải pháp thiết kế hợp lý.
2.1. Các phương pháp xác định phụ tải điện
Thơng thường những phương pháp tính đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả
khơng thật chính xác, cịn muốn chính xác cao thì lại phải tính tốn phức tạp. Do vậy,
tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính tốn
cho phù hợp.
Xác định phụ tải tính tốn nhằm mục đích chọn dây dẫn, chọn thiết bị bảo vệ,
chọn máy biến áp, chọn tủ phân phối, chọn sơ đồ bố trí dây...
Ngun tắc chung để tính phụ tải tính tốn của hệ thống là tính từ thiết bị điện
ngược trở về nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung
cấp điện và chỉ cần tính tốn tại các điểm nút của hệ thống điện.
2.1.1. Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
sản xuất
Đây là phương pháp chỉ cho kết quả gần đúng, do đó nó được dùng để tính tốn
phụ tải cho các khu vực có mật độ thiết bị sản xuất phân bố tương đối đều.
Cơng thức tính:
Ptt = p0.S, kW
trong đó:

(2-1)

S - Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ [m2];
p0 - Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất là 1 m2, [kW/m2].

Suất phụ tải tính tốn trên một đơn vị sản xuất phụ thuộc vào dạng sản xuất và
được phân tích theo số liệu thống kê.
Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

10

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

2.1.2. Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị
sản phẩm
Phương pháp này thường được dùng để tính tốn cho các thiết bị điện có đồ thị
phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước... Khi đó phụ tải tính tốn gần bằng phụ tải
trung bình và kết quả tương đối chính xác.
Cơng thức tính:
Ptt = , kW
trong đó:

(2-2)

M - Số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm;
W0 - Suất tiêu hao điện năng trên 1 đơn vị sản phẩm (kWh/1đvsp);

Tmax - Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).
Bảng 2. 1 Thời gian sử dụng công suất lớn nhất

T (h)

< 3000 h

3000 5000 h

> 5000 h

Phụ tải

Làm việc 1 ca

Làm việc 2 ca

Làm việc 3 ca

Q trình tính tốn đơn giản nhưng kết quả tính tốn chính xác khơng cao. Nó
chỉ được áp dụng cho các đơn vị sản xuất chun mơn hóa, số lượng sản phẩm ít, số
sản phẩm sản xuất ra hàng năm tương đối ổn định.
2.1.3. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu knc
Để xác định phụ tải tính tốn của các phụ tải đấu vào một trạm biến áp, một
đường dây tải điện hoặc nói chung, các phụ tải điện cần được phân chia thành nhóm.
Việc phân nhóm có thể tiến hành phân theo:
- Nhóm các phụ tải cùng loại.
- Nhóm các phụ tải cùng tham gia vào một cơng việc.
- Nhóm các phụ tải có cùng hoạt động trong một khu vực.
Cơng thức tính:

(2-3)
(2-4)
(2-5)
trong đó:

knc - Hệ số nhu cầu (tra theoTCXDVN 9206-2012);
Ptt - Công suất tác dụng tính tốn (kW);
Qtt - Cơng suất phản kháng (kVAr);

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

11

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Stt - Công suất biểu kiến (kVA);
Pdi - Công suất đặt của thiết bị thứ i;
Pdi=Pd.

(2-6)

Nếu =1 ta có Pdi=Pd suy ra Ptt = knc .
cos - Hệ số công suất trung bình của nhóm thiết bị.
Nếu các thiết bị có hệ số cos khác nhau thì ta cần tính:
(2-7)

Khi tính tốn cho cả tịa nhà có n tầng thì phải kể đến hệ số đồng thời kđt:
(2-8)
trong đó:

kđt - Hệ số đồng thời cho tủ phân phối cung cấp điện cho một số mạch.

Hệ số đồng thời tủ phân phối được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCXDVN
9206-2012 cho ở bảng 2.2 sau đây:
Bảng 2. 2 Hệ số đồng thời của tủ phân phối
Số mạch

23

45

69

10

Hệ số đồng thời, kđt

0,9

0,8

0,7

0,6

Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số hộ tiêu thụ được xác định dựa theo sách thiết

kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn TCXDVN 9206-2012 và được cho ở bảng 2.3 sau đây:

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

12

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2. 3 Hệ số đồng thời theo số hộ tiêu thụ
Số hộ tiêu thụ

Hệ số đồng thời, kdt

2 4

1

5 9

0,78

10 14

0,63

15 19

0,53

20 24

0,49

25 29

0,46

30 34

0,44

35 39

0,42

40 49

0,41

50

0,4

Hệ số đồng thời lớn nhất theo phụ tải:
Bảng 2. 4 Hệ số đồng thời theo loại phụ tải

Phụ tải

Hệ số đồng thời

Chiếu sáng

0,9

Ổ cắm

0,4

Hệ thống điều hịa thơng gió

0,9

Hệ thống cung cấp nước nóng

0,9

Các trung tâm tiêu thụ điện lớn

0,9

Tồn cơng trình

0,8

Việc xác định kdt đòi hỏi sự hiểu biết về lưới và điều kiện vận hành của từng tải
riêng biệt trong lưới. Do vậy khó có thể cho giá trị chính xác cho mọi trường hợp.

2.1.4. Xác định phụ tải tính tốn theo số thiết bị làm việc hiệu quả
Trước hết ta tính n*= và p*=
trong đó:

(2-9)

n - Số thiết bị trong nhóm;
n1 - Số thiết bị có cơng suất lớn hơn một nửa cơng suất của thiết bị có
cơng suất lớn nhất;
P - Tổng công suất của n thiết bị:
(2-10)

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

13

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

P1 - Tổng công suất của n1 thiết bị:
(2-11)
Từ n* và p* tra bảng sẽ tìm được
Số thiết bị làm việc hiệu quả được xác định là:
nhq =

(2-12)

Tuy nhiên cần lưu ý:
- Nếu nhóm chỉ có một thiết bị n = 1 thì Ptt = Pđm
- Nếu nhóm có số thiết bị n và nhq thì Ptt = và Qtt =
- Nếu nhóm có số thiết bị n>3 và nhq<4 thì Ptt =
trong đó:

kpti - Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, có thể lấy:
kpt = 0,9 - Với thiết bị làm việc dài hạn;
kpt = 0,75 - Với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại;

- Nếu n thì từ nhq và ksd tra bảng tìm được hệ số cực đại kmax
Khi đó phụ tải được tính tốn như sau:
(2-13)
(2-14)
(2-15)
trong đó:

ksd - Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, (tra theo TCXDVN
9206 – 2012).

Nếu nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế
độ làm việc dài hạn trước khi xác định nhq:
(2-16)
Nếu tính tốn cho tồn tịa nhà thì:
(2-17)
trong đó:

n - Số nhóm thiết bị.

2.2. Xác định phụ tải điện
Dựa trên vị trí địa lý, bán kính cấp điện, công suất, loại phụ tải, đặc điểm của
khu dân cư (khu đô thị mới) và dựa vào nguồn cấp điện trung thế của khu vực. Em
chia thành 3 khu vực để xác định phụ tải tính tốn. Phân chia khu vực như này em sẽ
tính tốn được phụ tải mỗi khu vực nhỏ so với phụ tải tổng, chọn được máy biến áp

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

14

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

cho mỗi khu vực có dung lượng nhỏ, có lợi về kinh tế, cũng như về kỹ thuật và đồng
thời đảm bảo tính liên tục trong cung cấp điện. Phụ tải được chia như sau:
Bảng 2. 5 Phân chia khu vực tính phụ tải
Khu vực
tính tốn

Khu vực 1

Khu vực 2

Khu vực 3

Lô đất

Phụ tải

Quy mô

Biệt thự đơn lập 195m2

15 căn

Biệt thự đơn lập 180m2

8 căn

Từ lô KA01

Biệt thự song lập 140m2

28 căn

đến lô KA10

Biệt thự liền kề 95m2

119 căn

Chiếu sáng đường

19174 m2

Cơng trình cơng cộng

800 m2

Biệt thự đơn lập 195m2

16 căn

Biệt thự đơn lập 180m2

0 căn

Biệt thự song lập 140m2

22 căn

Biệt thự liền kề 95m2

108 căn

Chiếu sáng đường

18562 m2

Biệt thự đơn lập 195m2

16 căn

Biệt thự đơn lập 180m2

0 căn

Biệt thự song lập 140m2

25 căn

Từ lô KB01
đến lô KB08

Từ lô KC01
đến lô KC08

Biệt thự liền kề 95m2
Chiếu sáng đường
Vị trí các lơ đất được thể hiện qua hình sau:

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

15

87 căn
17613 m2

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2. 1 Mặt bằng phân lô quy hoạch

Chỉ tiêu cấp điện cơng trình cơng cộng, dịch vụ (khi có dự báo quy mơ xây dựng các
cơng trình).
Bảng 2. 6 Chỉ tiêu cấp điện cơng trình cơng cộng dịch vụ
STT

Tên phụ tải

Chỉ tiêu cấp điện

1

Khu nhà cao tầng

0,5 kW/người
25 W/m2

2

Khu nhà biệt thự nhà vườn, liền kề

0,5 kW/người
3,5 kW/hộ

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

16

Lớp Hệ thống điện K59

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
3

4

5

Đồ án tốt nghiệp

Văn phịng
- Khơng có điều hịa nhiệt độ
- Có điều hịa nhiệt độ

20 W/m2
30 W/m2

Nhà trẻ, mẫu giáo
- Khơng có điều hịa nhiệt độ
- Có điều hịa nhiệt độ
Trường học phổ thơng
- Khơng có điều hịa nhiệt độ
- Có điều hịa nhiệt độ

0,05 kW/cháu
0,08 kW/cháu
0,05 kW/hs
0,08 kW/hs

Cửa hàng, siêu thị, chợ, trung tâm thương mại, dịch
vụ

- Khơng có điều hịa nhiệt độ
- Có điều hịa nhiệt độ

20 - 30 W/m2
100 - 150 W/m2

6

Nhà nghỉ, khách sạn

7

Cây xanh

10 kW/ha (2 W/m2)

8

Chiếu sáng đường

12 kW/ha (2 W/m2)

9

Cơ quan, hành chính, quốc phịng

10

Dân cư

11

Cơng trình cơng cộng
20W/m2
(Theo quy chuẩn xây dựng Việt Nam – quy chuẩn cấp điện)

2 kW/phòng

25 W/m2
0,5 kW/người

2.2.1. Xác định phụ tải khu vực 1
Cơ sở tính tốn chủ yếu được tính tốn bằng phương pháp cơng suất đặt theo
từng hộ, hệ số nhu cầu và chỉ tiêu cung cấp điện theo đơn vị diện tích. Trong khu đơ
thị bao gồm nhiều khu chức năng với các nhu cầu sử dụng điện khác nhau vì vậy tùy
theo nhu cầu của từng khu vực lựa chọn phương pháp tính cơng suất đặt cho phù hợp.
Trong khu vực 1 có 4 loại căn hộ, như đã liệt kê ở trên, để tính tốn được tải
khu 1 em sẽ tính tải của tầng căn hộ như sau:
Đối với căn hộ nhà biệt thự 195m 2 thống kê sơ bộ, dự kiến các thiết bị trong
một căn biệt thự theo tiêu chuẩn đã được thiết kế và phê duyệt trong bảng dưới đây:

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

17

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2. 7 Tính tốn cơng suất đặt cho căn hộ nhà biệt thự 195m2
Số lượng Công suất

Các thiết bị
nhà bếp

Các thiết bị
khác

Bình nước
nóng
Điều hịa
nhiệt độ

đồng thời

cơng suất

(%)

(W)

(W)

112

8

80%

716,8

3

300

80%

720

10

50

80%

400

8

18

80%

115,2

16

1200

40%

7680

1
1
1
1
1
1
1
6
1
1
2
3
1
4
6

700
2300
250
800
800
150
750
100

300
1250
950
1000
1800
70
80

70%
70%
70%
70%
70%
70%
70%
35%
35%
35%
35%
35%
35%
35%
35%

490
1610
175
560
560
105

525
210
105
437,5
665
1050
630
98
168

Bình nước nóng

3

2000

50%

3000

Điều hịa nhiệt độ

5

1200

75%

4500

âm trần 8W
Đèn chùm
Đèn bàn, đèn
trang trí
Đèn led kiểu

Ổ cắm

Tổng

(chiếc)
Đèn downlight

Chiếu sáng

Hệ số

batten 1x18W
Ổ cắm đôi 1 pha
3 chấu 16A/220V
Nồi cơm điện
Bếp từ
Máy hút mùi
Lị nướng
Lị vi sóng
Tủ lạnh
Máy bơm
Tivi
Âm thanh loa đài
Máy giặt

Bàn là
Máy sấy tóc
Máy hút bụi
Laptop
Quạt

Tổng cơng suất tồn nhà
Tổng cơng suất tính tốn

24520,5
50%

12260,25

Kết luận: chọn cơng suất căn hộ đơn lập 195m2 là 12,26 kW
Tính tốn tương tự có bảng sau:

Sinh viên Tạ Xn Trưởng

18

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2. 8 Cơng suất đặt tính tốn của các loại hình căn hộ
Căn hộ

Cơng suất đặt P đ (kW)

Biệt thự đơn lập 195m2

12,26

Biệt thự đơn lập 180m2

11,8

Biệt thự song lập 140m2

10

Biệt thự liền kề 95m2

8,8

Từ đó có bảng tính tốn tổng công suất tải của khu 1 là:
Bảng 2. 9 Tổng cơng suất đặt tính tốn của khu vực 1

Biệt thự đơn lập 195m2

Công suất đặt
P đ (kW)
12,26

Quy mô xây
dựng

15

Tổng công suất
đặt (kW)
183,9

Biệt thự đơn lập 180m2

11,8

8

94,4

Biệt thự song lập 140m2

10

28

280

Biệt thự liền kề 95m2

8,8

119

1047,2

Chiếu sáng đường

0,002

19174

38,348

Cơng trình cơng cộng

0,02

800

16

Căn hộ

Tổng cơng suất đặt tính tốn khu vực 1
1659,848
Tổng cơng suất tính tốn được xác định theo phương pháp tính chỉ tiêu cơng suất đặt
=
trong đó:
= 0,4 theo bảng trên
= 1,05 tuỳ theo khu vực,
= 0,8 Hệ số công suất đặt
 PttK1=0,4.1,05.1659,848=697,136 (kW)
 SttK1===871,42 (kVA)
2.2.2. Xác định phụ tải khu vực 2
Tính tốn tương tự như khu 1 có bảng sau:

Bảng 2. 10 Tổng cơng suất đặt tính tốn của khu vực 2
Phụ tải

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

Công suất đặt P đ

19

Quy mô xây

Tổng công suất

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

(kW)
Biệt thự đơn lập 195m2
12,26
2
Biệt thự đơn lập 180m
11,8
2
Biệt thự song lập 140m
10
Biệt thự liền kề 95m2

8,8
Chiếu sáng đường
0,002
Tổng công suất đặt tính tốn khu vực 2

dựng
16
0
22
108
18562

đặt (kW)
196,16
0
220
950,4
37,124
1403,68

 PttK2=0,4.1,05.1403,68=589,5473 (kW)
 SttK2===736,9341 (kVA)
2.2.3. Xác định phụ tải khu vực 3
Tính tốn tương tự khu vực 1, có bảng sau:
Bảng 2. 11 Tổng cơng suất đặt tính tốn của khu vực 3
Cơng suất đặt P đ

Quy mô xây

Tổng công suất

(kW)

dựng

đặt (kW)

Biệt thự đơn lập 195m2

12,26

16

196.,16

Biệt thự đơn lập 180m2

11,8

0

0

Biệt thự song lập 140m2

10

25

250

Biệt thự liền kề 95m2

8,8

87

765,6

Chiếu sáng đường

0,002

17613

35,226

Căn hộ

Tổng công suất đặt tính tốn khu vực 3

1246,99

 PttK3=0,4.1,05.1246,99=523,734 (kW)
 SttK3===654,67 (kVA)
Từ kết quả tính tốn ở trên có bảng tổng hợp sau:
Bảng 2. 12 Tổng hợp kết quả tính tốn cơng suất
Khu vực 1

Khu vực 2

Khu vực 3

Tổng

Ptt (kW)

697.136

589.5473

523.734

1810.6413

Stt (kVA)

871.42

736.9341

654.67

2263.024

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

20

Lớp Hệ thống điện K59

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

Đồ án tốt nghiệp

21

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp
Chương 3:

TÍNH TỐN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN TRUNG ÁP 22kV CHO
KHU ĐÔ THỊ NGA SƠN NEW CITY
3.1. Đặt vấn đề
Với quy mô và những phụ tải của khu đô thị: đòi hỏi độ tin cậy cấp điện tương
đối cao trong suốt quá trình thiết kế cấp điện sẽ chú ý tới đặc điểm này để có sự lựa
chọn các phương án một cách thích hợp.
Việc lựa chọn sơ đồ cấp điện ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của
hệ thống, Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn những yêu
cầu cơ bản sau:
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
- Thuận tiện và linh hoạt trong việc vận hành.

- An toàn cho người và thiết bị.
- Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế.
- Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện.
Ngoài ra còn phải xét đến những yếu tố để vận dụng đúng đắn các yêu cầu cơ
bản trên là: đặc điểm của q trình cơng nghệ, u cầu cấp điện của phụ tải, khả năng
cung cấp vốn đầu tư và thiết bị, trình độ kỹ thuật của người vận hành…
Trình tự tính tốn thiết kế mạng điện cao áp cho khu đô thị bao gồm các bước:
- Lựa chọn cấp điện áp
- Lựa chọn vị trí, số lượng máy, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn
chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án,
- Vạch phương án cấp điện
- Tính tốn kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý,
- Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn,
3.2. Thiết kế mạng điện trung áp 22kv cho khu đô thị
3.2.1 Lựa chọn cấp điện áp
Theo chức năng, điện áp của hệ thống cung cấp điện cho một khu đô thị gồm 2
loại:
- Điện áp để truyền tải điện năng từ nguồn đến các trạm biến áp
Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

22

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

- Điện áp cung cấp điện trực tiếp từ hạ áp của máy biến áp cho các thiết bị điện

dân dụng
Hai loại điện áp này thường khác nhau, được liên lạc thơng qua hệ thống máy
biến áp và có thể phân chia thành các cấp điện áp khác nhau (2 hoặc 3 cấp): truyền tải,
trung gian, phân phối tùy thuộc vào quy mô khu đô thị,
Chọn điện áp cho khu đô thị là vấn đề hết sức quan trọng. Nếu điện áp vận hành
nhỏ thì chi phí đầu tư nhỏ nhưng chi phí vận hành càng lớn do tổn thất cơng suất và
điện năng càng lớn,
Để xác định điện áp vận hành của khu đô thị ta sử dụng phương pháp thực
nghiệp. Điện áp ở đây ra xác định sơ bộ theo cơng thức:
U = 4,34. l + 0, 016.P

Trong đó:
U: - Điện áp truyền tải tính bằng, kV
l: - Khoảng cách truyền tải, km
P: - Công suất truyền tải, kW
Như vậy cấp điện áp truyền tải về khu đô thị là:
U = 4,34. = 24,1 kV
Từ kết quả tính tốn trên ta chọn cấp điện áp trung áp 35kV cung cấp cho khu đô
thị là hợp lý nhất, nhưng theo quy hoạch phát triển lưới điện trung áp quốc gia là 22kV
và khu đô thị cách trạm 22kV Nga Sơn một khoảng 1,65km. Vì thế ta sử dụng ln
cấp điện áp 22kV cung cấp điện cho khu đô thị Nga Sơn New City.
3.2.2 Lựa chọn vị trí, số lượng máy, dung lượng của các trạm biến áp
Nhiệm vụ đặt ra là phải tính tốn, thiết kế một đường dây 22kV cấp điện cho khu
đơ thị. Vì vậy cần nghiên cứu lựa chọn ra một phương án cấp điện 22kV hợp lý cho
khu đô thị Nga Sơn New City.
1. Đặt vấn đề
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp
điện. Máy biến áp (MBA) trong trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện
áp này sang cấp điện áp khác. Trạm biến áp phân phối, đường dây tải điện cùng với
các máy phát điện làm thành hệ thống phát và truyền tải điện năng.

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

23

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Dung lượng của máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vận hành của
MBA trong trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu 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 tham số khác của MBA phụ
thuộc vào phụ tải của nó, vào cấp điện áp của mạng, vào phương thức vận hành của
máy biến áp…
Vị trí các TBA khu đô thị phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- An toàn và liên tục cấp điện.
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cấp điện đi.
- Thao tác vận hành quản lý dễ dàng.
- Phòng cháy, nổ, bụi bặm, khí ăn mịn.
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
Số lượng trạm biến áp trong một khu đô thị phụ thuộc vào mức độ tập trung hay
phân tán của phụ tải, phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện của loại phụ tải đã cho.
Vì vậy để lựa chọn trạm biến áp tốt nhất, cần phải xét tới nhiều mặt và phải tính
tốn so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án đề ra. Trên cơ sở các phương án đã
được chấp nhận cần tiến hành tính tốn so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn được
phương án hợp lý nhất cung cấp điện cho khu đơ thị,
2.Vị trí đặt các trạm biến áp

Từ những điều kiện trên ta tiến hành khảo sát thực địa và tìm ra những vị trí
thuận lợi nhất phù hợp nhất để thỏa mãn các điều kiện trên và thuận tiện cho những
phương án đi dây đến các trạm biến áp sau này.
Các trạm được thiết kế dọc theo các tuyến đường lớn và những vị trí khuất và an
tồn cho khu dân cư, đảm bảo mỹ quan cho khu đô thị.
Để xác định vị trí đặt sao cho hợp lý các trạm biến áp ta tính tâm phụ tải điện của
các khu vực.
Trọng tâm phụ tải của khu đô thị là một số liệu quan trọng giúp người thiết kế
tìm ra vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất cơng suất
năng lượng. Ngồi ra trọng tâm phụ tải cịn có thể giúp cho xí nghiệp trong việc quy
hoạch và phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các cơ đồ cung cấp điện hợp lý,
tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật mong muốn.
Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

24

Lớp Hệ thống điện K59


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

Đồ án tốt nghiệp

Tâm phụ tải điện là vị trí mà khi đặt máy biến áp, tủ phân phối điện sẽ đảm bảo
tổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất. Do đó, xác định tâm phụ tải điện là
nhằm mục đích xác định vị trí đặt máy biến áp, tủ điện phân phối,
Việc xác định trọng tâm phụ tải là một vấn đề khá phức tạp vì bản thân các phụ
tải đã là những hàm không xác định theo thời gian và như vậy thì trọng tâm phụ tải
cũng chính là hàm của thời gian (vị trí của nó sẽ khơng ổn định). Tuy nhiên để có vị trí
tương đối thì trong tính tốn người ta thường sử dụng cơng suất tính tốn (cơng suất

giả thiết và đã được quy đổi về dài hạn) và được tạm xem như không thay đổi theo
thời gian nữa. Và như vậy tâm quy ước của phụ tải có thể được xác định theo biểu thức
sau,
Tâm quy ước của phụ tải khu đô thị được xác định bởi một điểm M có tọa độ
(theo hệ trục tọa độ tùy chọn) được xác định bằng các biểu thức sau: M (xo, yo, zo),

X=

∑ x i .Si
∑ Si

Y=
;

∑ yi .Si
∑ Si

Z=
;

∑ zi .Si
∑ Si

trong đó:
Si: Cơng suất biểu kiến tính tốn của phụ tải thứ i trong một khu vực
xi, yi: Hoành độ và tung độ của phụ tải thứ i trong một khu
X, Y: Hoành độ và tung độ của tâm phụ tải khu vực trên trục tọa độ đã được
chọn,
Tuy nhiên, tùy theo mặt bằng thực tế, nhu cầu sử dụng điện mà khi chọn vị trí
đặt máy biến áp hoặc tủ phân phối chúng ta có thể dịch chuyển vị trí các thiết bị sao

cho hợp lý, thuận tiện lắp đặt, vận hành sửa chữa, không gây cản trở lối đi và phải an
tồn cho người sử dụng. Chính vì thế mà trong q trình rà sốt mặt bằng và vị trí của
đường dây 22kV em chọn vị trí đặt trạm biến áp T1, T2 và T3 tại lô đất tương ứng là
KA-07, KB-03 và KC-07. Vị trí đặt trạm được thể hiện dưới hình sau:

Sinh viên Tạ Xuân Trưởng

25

Lớp Hệ thống điện K59