Đề tài Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trường đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp

có một dạng năng lượng, mà nó đã làm thay đổi cả thế giới. Cuộc sống của con người, các sinh linh trên trên trái đất đảo lộn. Nó dẫn dắt con người vượt qua thời kỳ cổ điển, lạc hậu, để bước sang một thời kỳ mới. Một thời kỳ của khoa học công nghệ hiện đại, hoàn mỹ hơn tốt đẹp hơn. Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy.Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh quốc dân. Nhìn về phương diện quốc gia, thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục và kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Khi nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành tiêu thụ nhiều nhất.Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra. Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn đó, với những kiến thức được học tại môn : Cung cấp điện , và qua 4 tuần thực tập cuối khoỏ em nhận được đề tài : " THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KT_KT CễNG NGHIỆP" Trong thời gian làm Bài tập dài vừa qua, với sự cố gắng của bản thân đồng thời với sự giúp đỡ của bạn bè, đặc biệt là sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn : ĐINH THỌ LONG Đến nay em đã hoàn thành xong đề tài của mình. Song do kiến thức của bản thân còn hạn chế, nên không tránh khỏi những sai sót. Do vậy em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo, để em rút ra kinh nghiệm và làm tốt những đề tài sau. Nam Định, Ngày.02..tháng..06..năm 2010 Sinh viên thiết kế Phạm ngọc Dũng bảng thống kê phụ tải trong trường đh-KT-KT-CN stt tên nhà xưởng loại nhà pđ (kw) số phòng diện tích(m2) Cổng 0 5 0 3 Xưởng cơ khí I 1 Tầng 100 1 160 Xưởng may I 1 Tầng 120 1 120 Xưởng điện tử 1 Tầng 3 1 60 Xưởng da giày 1 Tầng 10 1 60 Xưởng dệt sợi 1 Tầng 25 1 100 Xưởng điện 1 Tầng 5 1 60 CLB thanh niên 1 Tầng 2 1 100 Xưởng nhuộm 1 Tầng 1 1 50 Gara xe+2phòng học 1 Tầng 5 3 100 Hội trường lớn 6 1 216 Xưởng may II 70 1 216 Nhà khách 2 Tầng 3.2 16 60\1 phòng Nhà D 3 Tầng 6 12 40\1 phòng Nhà C 3 Tầng 7 21 60\1 phòng Nhà A1 3 Tầng 6 9 60\1 phòng Phòng bảo vệ 1 Tầng 1.2 1 10 Nhà A3 3 Tầng 8 24 60\1 phòng Nhà gửi xe 1 Tầng 1 1dãy 100 Ký túc Xá 1 1 Tầng 9 8 15\1 phòng Nhà B (ký túc xá) 3 Tầng 4 30 20\1 phòng Nhà làm việc 2 Tầng 8 16 30\1 phòng Căng tin+1phòng học 2 Tầng 5 2 30\1 phòng Đài phun nước 0 3 0 6 Xưởng nguội 1 5 1 30 Nhà E 1 7 2 60 đường trần hưng đạo 18 9 10 11&12 15 14 13 21 22 16 Nhà Gửi Xe (19) chợ mĩ tho T Đ B N sơ đồ mặt bằng trường đh-kt-kt-cn KHU DÂN 4 wc 23 20 24 7 5 3 2 8 6 wc 25 26 wc wc 17 1 KHU DÂN 20 23 26 11&12 15 9 10 21 8 7 6 22 14 4 5 3 2 16 18 13 sơ đồ nguyên lý đi dây Để tiện quan sát các khu vực tiêu thụ công suất nhỏ không vẽ trên sơ đồ GIớI THIệU CHUNG Trường đh-kt-kt-cn với đặc điểm là nằm giữa trung tâm thành phố nên diện tích mặt bằng không rộng những vẫn bao gồm đầy đủ các đối tượng sử dụng điện :Nhà làm việc, khu hành chính, thư viện, giảng đường, xưởng thực tập, phòng thí nghiệm, hội trường, kí túc xá sinh viên, câu lạc bộ thanh niên, và một số công trình nhỏ kèm theo khác, (Được trình bày trong sơ đồ mặt bằng trường). Dựa vào chức năng của từng khu nhà ta có thể chia trường ra làm ba khu chính đó là khu giảng đường , khu kí túc xá sinh viên và khu dành cho văn phòng các khoa ,các hoạt động ngoài giờ,giải trí,và các khu vực khác cùng nằm trong khuôn viên trương và có một cổng ra vào chung. Khu học tập bao gồm các khu giảng đường : nhà A1,nhà D, nhà C,nhà E (mới bổ xung),một phòng học trên khu vực căng tin. Các khu giảng đường: - Nhà A1 : 3 tầng tất cả làm giảng đường,(+ 01 văn phòng đoàn) mỗi tầng 3 phòng (60 m2/1 phòng). - Nhà A3 : 3 tầng mỗi tầng 8 phòng bao gồm: thư viện, phòng thực hành tin, phòng giáo trình, phòng y tế, các văn phòng hành chính diện tích trung bình mỗi phòng là 60m2 riêng thư viện có diện tích khoảng 120m2. - Nhà D : 3 tầng, hai tầng trên dùng làm giảng đường mỗi tầng 4 phòng với diện tích trung bình 40m2/1 phòng ,1tầng dưới gồm 6 phòng làm kí túc dành cho sinh viên cơ sở Hà Nội về thực tập - Nhà C : 3 tầng mỗi tầng 7 phòng mỗi phòng rộng 60m2 đều dùng làm giảng đường riêng hai tầng 1 và tầng hai mỗi tầng có hai phòng thí nghiệm nhỏ. - Nhà E : 1 tầng 2 phòng mỗi phòng có diện tích 60m2 dùng làm giảng đường. Các khu thực tập: - Xưởng cơ khí I : 1 tầng , 1 phòng, 160m2/1 phòng. - Xưởng may I : 1 tầng , 1 phòng, 120 m2/1 phòng. - Xưỏng điện tử :1 tầng , 1 phòng, 60 m2/1 phòng. - Xưởng da giày: 1 tầng , 1 phòng, 60 m2/1 phòng. - Xưởng dệt sợi: 1 tầng , 1 phòng, 100 m2/1 phòng. - Xưởng nhuộm: 1 tầng , 1phòng, 50 m2/1 phòng. - Xưởng may II: 1 tầng , 1phòng, 216 m2/1 phòng. - Xưởng nguội: 1 tầng , 1phòng, 30m2/1 phòng. Khu kí túc xá: + Khu kí túc xá1. + Khu kí túc xá B. + Tầng dưới khu D. Các số liệu được cung cấp trên bảng (trang4). Khu dành cho văn phòng các khoa ,các hoạt động ngoài giờ,giải trí,và các khu vực khác: + Khu làm việc:(gồm văn phòng các khoa) + Hội trường lớn + Câu lạc bộ thanh niên + Đài phun nước + Phòng bảo vệ + Căng tin + Garage ôtô (+02 phòng học) + Động cơ vận hành cổng ra, vào + Nhà khách + Các khu nhà vệ sinh. PHầN I: XáC ĐịNH PHụ TảI TíNH TOáN CủA TOàN TRƯờNG I, TầM QUAN TRọNG CảU VIệC XáC ĐịNH PHụ TảI TíNH TOáN CủA TOàN TRƯờNG Khi thiết kế cung cấp điện cho một khu vực bất kì, nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là xác định phụ tải điện của công trình đấy . Tuỳ theo quy mô của công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5năm , 10 năm hoạc lâu hơn nữa. Chẳng hạn như để xác định phụ tải điện cho một phân xưởng thì chủ yếu dựa vào máy móc thực tế đặt trong phân xưởng đó, xác định phụ tải cho một xí nghiệp thì ta phải xét tới khả năng mở rộng của xí nghiệp trong tương lai gần còn đối với thành phố, khu vực thì chúng ta phải tính đến khả năng phát triển của chúng trong khoảng thời gian 5, 10 năm sắp tới. như vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hoặc dài hạn. Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay khi công trình đi vào hoạt động. Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán. người thiết kế cần biết được phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp , dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ ,vv...để tính được các tổn thất công suất, để chọn các thiết bị bù,vv... Như vậy phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản suất, trình độ vận hành của công nhânvv... vì vậy xác định phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng bởi vì nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện có khi dẫn tới nổ, cháy gây nguy hiểm cho tài sản và tính mạng của con người và ngược lại nếu phụ tải tính toán lớn hơn so với yêu cầu thì sẽ gây lãng phí do các thiết bị được chọn chưa hoạt động hết công suất. Do tính chất quan trọng của việc xác định phụ tải tính toán nên ta phải có những phương pháp xác định phụ tải tính toán sao cho sai số là nhỏ nhất, dưới đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng trong thiết kế hệ thống cung cấp điện: - Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu - Phương pháp tính theo công suất trung bình - Phương pháp tính theo suất điện năng tiêu hao cho một đơn vị sản phẩm. - Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị sản suất./ Từ những yêu cầu và tầm quan trọng đã nêu trên ta có thể áp dụng để xác định phụ tải tính toán cho trường đại học kinh tế kĩ thuật công nghiệp - Để xác định phụ tải tính toán của toàn trường ta có thể dựa vào bảng phụ lục 1 để tra hệ số nhu cầu (knc và cos) của các phân xưởng: Tên phân xưởng knc cos Phân xưởng cơ khí lắp ráp 0.3 - 0.4 0.5 - 0.6 Phân xưởng nhiệt luyện 0.6 - 0.7 0.7 - 0.9 Phân xưởng rèn. dập 0.5 - 0.6 0.6 - 0.7 Phân xưởng đúc 0.6 - 0.7 0.7 - 0.8 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 0.2 - 0.3 0.5 - 0.6 Phân xưởng nhuộm , tẩy, hấp 0.65 - 0.7 0.8 - 0.9 Phân xưởng nén khí 0.6 - 0.7 0.7 - 0.8 Phân xưởng mộc 0.4 - 0.5 0.6 - 0.7 Phòng thí nghiệm, nghiên cứu khoa học 0.7 - 0.8 0.7 - 0.8 Nhà hành chính quản lý 0.7 - 0.8 0.8 - 0.9 Bảng phụ lục 1 Đối tượng chiếu sáng P0, w/m2 chiếu sáng công nghiệp Phân xưởng cơ khí và hàn 13 - 16 Phân xưởng rèn dập và rèn nhiệt luyện 15 Phân xưởng chế biến gỗ 14 Phân xưởng đúc 12 - 15 Phân xưởng nồi hơi 8 - 10 Trạm bơm và trạm khí nén 10 - 15 Trạm axêtinen (nhà máy) 20 Trạm axít (nhà máy) 10 Các trạm biến áp và biến đổi 12 - 15 Gara ôtô 10 - 15 Trạm cứu hoả 10 Cửa hàng và các kho vật liệu 10 Kho vật liệu dễ cháy 16 Các đường hầm cấp nhiệt 16 Phòng thí nghiệm trung tâm của nhà máy 20 Phòng làm việc 15 Phòng điều khiển nhà máy 20 Các toà nhà sinh hoạt của phân xưởng 10 Đất đai trống của xí nghiệp , đường đi 0.15 - 0.22 Trung tâm điều khiển nhà máy điện và trạm biến áp 25 - 30 chiếu sáng sinh hoạt Trường học 10 - 15 Cửa hàng 15 - 20 Nhà công cộng (rạp hát, chiếu bóng) 14 - 16 Hội trường 15 - 20 Đường phố chính 7 - 10 Đường phố nhỏ 2 - 5 Bảng phụ lục 2 Suất phụ tải tính toán cho các khu vực Một số phương pháp & công thức dùng để xác định phụ tải tính toán: Xác định phụ tải tính toán theo công thức: + PTT = Knc. Với Knc là hệ số nhu cầu của từng phân xưởng(Tra bảng) Pđ là công suất đặt (PđPđm) + QTT = PTT.tg (tg dược tính dựa vào cos) + Stt = = + Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì ta tính hệ số công suất trung bình theo công suất sau: + cos = Xác định phụ tải chiếu sáng theo công thức: +Pcs = P0.S Với S là diện tích mặt bằng cần được chiếu sáng (m), P0 là suất chiếu sáng(w/m), P0 là suất chiếu sáng được tra theo bảng: +Qcs = Pcs. tg Vậy ta xác định được phụ tải tính toán toàn phần : + Stt = Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình + Với một động cơ: PTT = Pđm + Với nhóm động cơ n3: PTT = + Với n4phụ tải tính toán của dộng cơ được xác định theo công thức: PTT = Kmax.Ksd Trong đó: - Ksd - hệ số sử dụng của nhóm thiết bị (tra sổ tay) - Kmax - hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng Ksd và nhq: Ta cũng có thể xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị sản suất Công thức tính: Ptt = P0.F: Trong đó: +P0 là suất phụ tải trên một mdiện tích sản suất kw/m(tra trong sổ tay) +F là diện tích sản suất, m, tức là diện tích dùng để đặt máy sản suất. Phụ tải tính toán: Stt = s0.F Trong đó : +F là diện tích phân xưởng +s0(tra bảng) Dòng điện tính toán: Itt = Để tiện cho việc xác định phụ tải tính toán của trường ta có thể chia các phụ tải ra làm 04 nhóm như sau: + Nhóm I gồm: Các khu nhà xưởng chính (xưởng may I, xưởng cơ khí , xưởng may da, xưởng dệt, xưởng điện, xưởng điện tử). + Nhóm II gồm: Nhà D, Nhà khách , Nhà A3,Nhà vệ sinh(sau nhà D). + Nhóm III gồm: Hội trường lớn, Xưởng may II, nhà kí túc xá 3 tầng, nhà kí túc xá 1 tầng, căng tin+01 phòng học , nhà làm việc, nhà A1. + Nhóm IV gồm: Nhà C, Garage ôtô + hai phòng học, xưởng nhuộm , nhà E, câu lạc bộ thanh niên. Vậy ta sẽ xác định phụ tải tính toán theo các nhóm như sau: * Nhóm I: + Xưởng Cơ Khí: Với diện tích mặt bằng là: S = 160m2 có công suất đặt là Pđ = 100(kw), tra bảng ta chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.4, vì đặc điểm của xưởng cơ khí gồm các máy móc thiết bị tối màu nên tra bảng ta chọn suất chiếu sáng là P0cs = 25 w/m: Vậy ta xác định được phụ tải tính toán cho xưởng cơ khí là: PCK = 0,4.100 000 + 25.160 = 44 000(w) = 44(kw). + Xưởng May I: Với diện tích mặt bằng là S = 120m2 có công suất đặt Pđ = 100(kw), tra bảng ta chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.8, tra bảng ta chọn suất phụ tải chiếu sáng là P0cs = 25 w/m: Vậy phụ tải tính toán của phân xưởng May I là: PMI = 0,8.120 +12.120 = 97.44(Kw) + Xưởng Điện Tử : Với diện tích mặt bằng S = 60m2 có công suất đặt là Pđ = 3(kw).Với đặc điểm là xưởng thực hành lắp ráp các mạch điện tử hơn nữa lại có nhiều linh kiện điện tử nhỏ nên cần chiếu sáng rõ dàng vì vậy tra bảng ta chọn suất phụ tải chiếu sáng là P0cs = 25 w/m,chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.7: Vậy ta xác định được phụ tải tính toán của xưởng điện tử là: PĐT= 3.0.7 + 20.60 = 3.3(kw). + Xưởng Da Giày : Với diện tích mặt bằng là S = 60m2 và có những đặc điểm tương tự như xưởng may nên ta chọn hệ số nhu cầu là Knc = 0.8, chọn suất phụ tải chiếu sáng P0cs = 20 w/m: Phụ tải tính toán của xưởng Da Giày là: PDG = 0,8.10 + 20.60 = 9200(w) = 9.2(kw). + Xưởng Dệt Sợi: với diện tích mặt bằng là S = 100m2 tra bảng ta chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.8 chọn suất chiếu sáng P0cs = 20 w/m: Phụ tải tính toán của xưởng Dệt Sợi là: PDS = 0,8.25 + 20.100 = 22000(w) = 22(kw). + Xưởng Điện: Có diện tích mặt bằng S = 60m2. Là xưởng thực hành lắp ráp các mạch điện nên cần được chiếu sáng tốt vậy tra bảng ta chọn suất chiếu sáng P0cs = 25 w/mvà hệ số nhu cầu Knc = 0.7: Vậy công suất tính toán sưởng điện là: PĐ = 0,7.5 + 20.60 = 4.7(kw). + Phân xưởng Nguội: Với công suất dặt là Pđ = 5(kw) và diện tích mặt bằng là S = 30m2 tra bảng ta chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.4 và chọn suất phụ tải chiếu sáng là P0cs = 20 w/m, vậy ta tính được công suất Phân Xưởng Nguội là: PXN = 0,4.5 + 20.30 = 2.2(kw). + Đài Phun Nước: Dùng máy bơm nước công suất 0.5(kw), PĐPN = 0.5(kw). Tổng phụ tải toàn bộ nhóm I là: PNI= PCK + PMI + PĐT + PDG + PDS + PĐ + PXN + PĐPN PNI= 44 + 97.44 + 3.3 +9.2 +22 + 4.7 + 2.2 + 0.5 = 183.34(kw). Vì nhóm I là các khu nhà xưởng ta lấy cos = 0.7 (riêng xưởng thực tập cơ khí có cos = 0.4) nên ta xác định được STT1 và QTT1, ITT: STT1 = = = 261.9(KVA). QTT1 = = = 187.02 (KVAR). ITT1 = = = 278 (A) * Nhóm II: Nhà D : + Gồm 3 tầng trong đó hai tầng trên làm giảng đường mỗi tầng 8 phòng với diện tích S = 8.40 = 320 m2 ta chọn suất phụ tải P= 15 w/m: P1D = 15.320 = 4800(w) =4.8(kw) + Tầng dưới gồm 6 phòng kí túc xá mỗi phòng có diện tích là S = 25 m2 vì trong kí túc xá trường không được đun nấu chỉ dùng chiếu sáng sinh hoạt và quạt mát mùa hè nên tra bảng ta chọn suất phụ tải là P0 = 25 w/m: P2D = 25.25.6 = 3750 (w) =3.75(kw): Vậy ta tính được tổng công suất nhà D là: PD =P1D + P2D = 3.75 + 4.8 = 8.55 (kw). Nhà khách: 02 tầng mỗi tầng 08 phòng với diện tích S =60m2/01 phòng vì không hoạt động thường xuyên và chỉ dùng điện với mục đích chiếu sáng sinh hoạt và vệ sinh nhưng là nơi tiếp đón các khách quan trọng của trường nên tra bảng ta chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.7 và suất chiếu sáng P0cs = 20 w/m,vậy ta tính được phụ tải cho nhà khách là: PNK = 0,7.3,2 + 16.60.20 = 2.24 + 1.92 = 4.16(kw). Nhà A3: - Hai tầng dưới mỗi tầng 8 phòng là khu văn phòng hành chính, phòng hiệu trưởng, hiệu phó lấy xuất phụ tải P0 = 20 w/m, có tổng diện tích S = 60.8 = 960 m2: P1A3 = 20.960 = 19200 (w) = 19.2 (kw). - Tầng 3 gồm thư viện có diện tích S = 120 m2, tra bảng chọn suất phụ tải P= 20 w/m, 4phòng thực hành tin mỗi phòng có diện tích S = 60 m2 chọn suất phụ tải P= 25 w/m, 1 phòng phôtô giáo trình có diện tích S = 60 m2 chọn suất phụ tải P= 25 w/m : P2A3 = 20.120 + 4.60.25 + 60.25 = 9500 (w) = 9.5 (kw). Vậy tổng công suất của nhà A3  là: PA3 = P1A3 + P2A3 = 19.2 + 9.5 = 28.7 (kw). Khu nhà vệ sinh bố trí 3 bóng đèn sợi đốt 100w/1 bóng. PVSII = 3.100 = 0.3(w) Vậy tổng phụ tải toàn bộ nhón II là: PNII = PD + PNK + PA3 + PVSII = 8.55 + 4.16 + 28.7 + 0.3 = 41.71(kw). Tra bảng ta chọn hệ số cos= 0.85: STT2 = = = 49(KVA). QTT2 = = = 25.73(KVAR). ITT2 = = = 63.4(A) * Nhóm III: Nhà A1: - 01 văn phòng đoàn, tra bảng ta lấy suất phụ tải tính toán P= 20 w/m văn phòng có diện tích Svp = 30 m2, 09 phòng còn lại dùng làm giảng đường với tổng diện tích là S = 9.60 = 540 m2. ta lấy P0 = 15 w/m Vậy tổng công suất của nhà A1 là: PA1 = 30.20 + 9.60 = 8700 (w) = 8.7(kw) Khu Kí Túc Xá: + Khu Kí Túc Xá 1:Gồm 8 phòng với diện tích S =15m2/01phòng, cũng chỉ dùng cho chiếu sáng sinh hoạt và quạt mát mùa hè nên tra bảng ta chọn suất phụ tải là P0 = 25 w/m: PKT1 = 25.15.8 = 3000(w) = 3(kw). +Khu Kí Túc Xá nhà B: Là khu kí túc 03 tầng mỗi tầng 10 phòng với diện tích S =20m2/01phòng tương tự tra bảng ta cũng chọn suất phụ tải P0 = 25 w/m: PKTB = 25.10.3.20 = 15000(w) =15(kw). Tổng công suất hai khu kí túc xá: PKTX =  PKTB + PKT1 = 15 + 3 = 18(kw). Hội Trường lớn : Với diện tích S =216m2, là nơi diễn ra các hoạt động kỉ niệm, sinh hoạt chính trị nên tra bảng ta chọn suất phụ tải P0 = 20 w/m: Vậy phụ tải tính toán của Hội Trường Lớn: PHTL= 20.216 = 4320(w) = 4.32(kw). +Xuởng May II :có công suất đặt Pđ = 70(kw), và diện tích mặt bằng là S = 216m2.Tuy diện tích mặ bằng không được lớn nhưng các máy may được bố trí với mật độ cao nên ta chọn suất chiếu sáng là P0cs = 20 w/m,và chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.8: Phụ tải tính toán xưởng May II là: PMII = 0,8.70 + 20.216 = 60.32(kw). Khu Nhà Làm Việc: Gồm 2 tầng mỗi tầng 08 phòng với diện tích S =30m2/01, là văn phòng làm việc của các khoa, phòng TCCBHSSV, phòng Đào Tạo, tra bảng ta chọn suất phụ tải P0 = 20 w/m: Vậy phụ tải nhà làm việc: PNLV = 20.16.30 = 9600(w) = 9.6(kw). Căng Tin + 01 Phòng Học: Tra bảng ta chọn P0 = 20 w/m với diện tích S =30m2 cho căng tin và chọn suất chiếu sáng P0 = 15 w/m cho phòng học . Vậy tổng công suất là: PCT = 20.1.30 + 15.30 = 1050(w) = 1.05(kw). + Phòng Bảo Vệ: Gồm 01 quạt treo tường 0.1(kw) và 01 bóng điện 100(w) PBV = 0.2(kw). + Động cơ vận hành đóng mở cổng có công suất PVHC = 1.7(kw). + Các khu nhà vệ sinh chỉ dùng các bóng đèn sợi đốt với công suất P = 0.1(kw)/01 bóng gồm 03 nhà mỗi nhà 03 bóng vậy ta tính được tổng công suất các khu nhà vệ sinh: PVS = 3.3.0,1 = 0.9(kw). Ta xác định được tổng phụ tải nhóm III là: PNIII = PA1 + PKTX + PHTL + PMII + PNLV + PCT + PBV + PVHC + PVS PNIII = 8.7 + 18 + 4.32 + 60.32 + 9.6 + 1.05 + 0.2 + 1.7 + 0.9 = 266.59(kw). Chọn hệ số cos= 0.85: STT3 = = = 313.6(KVA). QTT3 = = = 165.2(KVAR). ITT3 = = = 405.04(A) * Nhóm IV: Nhà C: + Gồm 3 tầng trong đó 7 phòng tầng 3, 5 phòng tầng hai, 7 phòng tầng 1dùng làm giảng đường mỗi phòng có diện tích trung bình là S = 60 m2/phòng tra bảng ta chọn suất phụ tải là P0 = 15 w/m: PC1 =15.(7.2 + 5).60 = 17100 (w) = 17.1 (kw). + Tầng hai có hai bố trí hai phòng thực hành tin PLC & CLC cho hai khoa Điện - Điện tử và khoa Cơ khí chế tạo máy mỗi phòng cũng có diện tích là S = 60m2 tra bảng ta chọn suất phụ tải P0 = 25w/m: PC2 = 25.2.60 = 3000 (w) = 3 (kw). Vậy tổng phụ tải nhà C là: PC = PC1 +PC2 = 8.55 + 3 =11.55(kw). Nhà E : + Gồm hai phòng dùng làm giảng đường mỗi phòng có diện tích là S = 60m2, tra bảng ta chọn suất phụ tải là P0 = 15 w/m: PE = 15.2.60 = 900 (w) = 0.9 (kw). Garage ôtô + 02 phòng học: riêng garage ôtô dùng hai bóng đèn loại 100W , 02 phòng học chọn suất phụ tải là 15 W/ m vậy ta xác định được phụ tải tính toán PG = 100 + 15.100 = 1.6(kw) + Xưởng nhuộm :Tra bảng ta chọn hệ số nhu cầu Knc = 0.8 chọn P0cs = 20 w/m: Phụ tải tính toán Xưởng nhuộm: PXN = 0,8.1 + 20.50 = 1.8(kw). Câu Lạc Bộ Thanh Niên: Có diện tích mặt bằng S =100m2 chỉ diễn ra các hoạt động sinh hoạt đầu khoá và chỉ dùng chiếu sáng và quạt mát, tra bảng ta chọn suất phụ tải P0 = 15 w/m: Phụ tải tính toán của CLBTN: PCLBTN = 15.100 = 1500(w) = 1.5(kw). Phụ tải tính toán nhóm IV: PNIV = PC + PG + PXN + PE + PCLB= 17.1 + 1.6 + 1.8 + 0.9 + 1.5 = 22.9(kw). STT4 = = = 27(KVA). QTT4 = = = 14.3(KVAR). ITT4 = = = 34.8(A). Vậy tổng phụ tải tính toán của toàn trường là: PTT = PNI + PNII + PNIII + PNIV = 183.34 + 41.71 + 266.59 + 22.9 = 514.54(kw). Chọn hệ số đồng thời kdt = 0.8 ta xác định được phụ tải tính toán toàn phần: PTTP = kdt. PT = 0.8x514.54 = 411.632 (kw). Cos toàn trường được tính trung bình từ cos các khu nhà xưởng ( =0.7) và cos các khu vực khác ( =0.85): Cos = = 0.73 Dung lượng tính toán toàn trường: STT = = = 704,8(KVA) STTP = = = 563.8(KVAR) Dung lượng tính toán dự phòng được xác định theo công thức: SDP = STTP+ 5-10% STTP = 563.8 + 28.2 = 592(KVA). Năng lưọng phản kháng toàn trường được xác định theo công thức: QTT = = = 481.72(KVAR) Dòng điện tính toán tổng cần cấp cho trường: ITT =  = = 625.4(A). Từ những tính toán trên ta có bảng thống kê các phụ tải theo các nhóm như sau:(Trang bên) nhóm PTT QTT STT ITT I 183.34(KW) 187.02 (kVAR) 261.9 (kvA) 278 (A) II 41.71(KW) 25.73 (kVAR) 49 (kvA) 63.4 (A) III 266.59(KW) 165.2 (kVAR) 313.6 (kvA) 405.04 (A) IV 22.9(KW) 14.3 (kVAR) 27 (kvA) 34.8 (A) II. Phương án cấp điện: Dựa vào dung lượng tính toán dự phòng (SDP) ta có hai phương án cấp điện cho trường: - Phương án 1 : Chọn hai máy biến áp loại 300KVA do ABB chế tạo. - Phương án 2 : Chọn một máy biến áp loại 600KVA cũng do ABB chế tạo. Nên chọn phương án thứ hai vì việc lắp đặt sẽ gọn gàng và tiện vận hành , giảm được chi phí lắp đặt và sửa chữa. + Nhờ có sơ đồ mặt bằng , công suất , mật độ phụ tải và diện tích các khu nhà ta có thể xác định được vị trí đặt trạm biến áp nằm trong khuôn viên trường, sau chợ Mỹ Tho ,giữa hai khu nhà C &D ,đặt vị trí trạm ở đây có những ưu điểm sau: - Địa điểm này có ít sinh viên qua lại vì vạy nó đảm bảo được yêu cầu an toan cho người, liên tục cấp điện. - Gần trung tâm phụ tải, (Gần các khu xưởng có công suất lớn)vì vậy nó thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới. - Thao tác vận hành và quản lí dễ dàng hơn nữa có vị trí thoáng mát không có cây to xung quanh. - Khi xảy ra sự cố cũng ít ảnh hưởng đến những toà nhà chính, tránh được bụi bặm hơn so với khi đặt trạm kề với hai trục đường chính (Trường Chinh & Trần Hưng Đạo). - Nhược điểm: Vì yêu cầu an toàn mà trạm không đặt đúng ở tâm phụ tải nên sẽ tốn kim loại màu nhiều hơn trong sơ đồ đi dây: Vậy phương án cấp điện cụ thể là: Điện năng cung cấp cho trường sẽ được lấy từ trạm biến áp trung gian của thành phố xuống sứ cách điện qua cầu dao cách ly xuống hệ thống chống sét van và hệ thống cầu chì tự rơi sau đó mới suống máy biến áp đặt riêng cho trường - Đặt một trạm biến áp dưới mặt đất, trong trạm đặt một máy biến áp (600KVA) nằm giữa hai khu nhà C & D bên trong khu tường bao của trường. Đặt trong trạm Biến áp một tủ phân phối: Bên trong gồm hệ thống đồng hồ đo vô công và hữu công qua một bộ biến dòng TI gồm 3 cái do liên xô chế tạo. Từ tủ phân phối ta đi hai lộ xuống hai tủ phân phối dưới đất, tủ1 bên trong đặt 1 áptômát tổng và 4 áptômát nhánh phân phối điện xuống từng nhóm, tủ 2 bên trong có đặt hệ thống tụ bù cos, cả hai tủ đều trang bị hệ thống chống sét hạ thế. III, Lựa chọn các thiết bị điện Những điều kiện chung để chọn thiết bị điện: 1. Chọn thiêt bị điện và các bộ phận dẫn điện theo điều kiện làm viêc lâu dài: a/. Chọn theo điện áp định mức: Điện áp định mức của thiêt bị điện (TBĐ), được ghi trên nhãn máy phù hợp với độ cách điện của nó. Mặt khác khi thiết kế chế tạo các thiết bị điện đều có độ bền về điện nên cho phép chúng làm việc lâu dài không hạn chế với điện áp căôhn định mứ 10 - 15% và gọi là điện áp làm việc cực đại của thiết bị điện. Như vậy trong điều kiện làm việc bình thường, do độ chêng lệch điện áp không vượt quá 10 - 15% điện áp định mức nên khi chpnj thiết bị điện phải thoả mãn điều kiện sau đay: Uđm TBD Uđm,m Trong đó : + Uđm TBD - Điện áp định mức của mạng điện + Uđm,m - Điện áp định mức của TBĐ: Uđm TBD + Uđm TBD Uđm,m + Um Trong đó: + Uđm TBD - độ tăng điện áp cho phép của thiết bị điện + Um - độ lệch điện áp có thể của nmạng so với điện áp định mức trong điều kiện vận hành. Đối với thiết bị điện ,sứ cách điện và cáp điện lực trong điều kiện vận hành điện áp cho phép tăng đến một trị số nào đấy. Bảng dưới đây ghi rõ trị số độ lệch điện áp cho phép tương đối so với điện áp cho phép của TBĐ. Cáp điện lực: 1,1 Kháng điện: 1,1 Cáp chống sét: 1,25 Máy biến dòng điện: 1,1 Sứ cách điện: 1,15 Máy biến điện áp: 1,1 Dao cách ly: 1,15 Cầu chì: 1,1 Máy cắt điện: 1,15 Việc tăng chiều cao lắp đặt thiết bị điện so với mặt biển sẽ dẫn tới giảm điện áp sử dụng của chúng. Độ lệch điện áp cho phép ghi ở bảng trên chỉ áp dụng với các thiết bị điện đặt ở dộ cao dưới 1000m so với mặt biển Nếu đọ cao lắp đặt thiết bị điện lớn hơn 1000m so với mặt biển thì trị số điện áp không vượt quá điện ápđịnh mức. b/. Chọn theo dòng điện định mức Dòng điện định mức của thiết bị điện Iđm TBĐ là dòng điện đi qua TBĐ trong thời gian không hạn chế với nhiệt độ môi trường xung quang là định mức. Khi đó nhiệt độ đốt nóng các bộ phận của TBĐ không vượt quá trị số cho pháp lâu dài. Chọn TBĐ theo dòng điện định mức sẽ đảm bảo cho các bộ phận của nó không bị đốt nóng nghuy hiểm trong tình trạng làm việc lâu dài định mức. Điều ấy là cần thiết để cho dòng điện làm việc cực đại của các mạch Ilv,max không vượt quá dòng điện định mức của TBĐ: Ilv, max Iđm TBĐ Đòng điện làm việc cực đại của các mạch được tính như sau: - Đối với đường dây làm việc song song: Tính khi cắt bớt một đường dây. - Đối với mạch máy biến áp tính khi MBA sử dụng khả năng quá tải cẩu nó. - Đối với đường dây cáp không có khả năng dự trữ: tính khi sử dụng khả năng quá tải của nó - Đối với thanh góp nhà máy điện, trạm biến áp , các thanh dẫn mạch phân đoạn và mạch nối TBĐ : Tính trong điều kiện chế độ vận hành là xấu nhất - Đối với máy phát điện, tính bằng 1,05 lần dòng điện định mức của nó vì máy phát điện chỉ cho phép dòng điẹn quá tải đến 5% Các TBĐ được chế tạo với nhiệt độ định mức của môi trường xung quang là +35C , nếu nhiệt độ môi trường xung quanh khác nhiệt độ định mức thì phải hiệu chỉng dòng điện cho phép của TBĐ, Cụ thể như sau: Nếu >35C thì: I'cp = Iđ, TBĐ Trong đó: - Nhiệt độ cho phép nhỏ nhất đối với các phần riêng rẽ của TBĐ. Nếu <35C thì dòng điện I'cp  có thể tăng lên 0,005Iđm,TBĐ mỗi khi nhiệt độ giảm xuống 1C so với +35C, nhưn g tất cả không được vượt quá 0,20Iđm,TBĐ. 2. Kiểm tra thiết bị điện ,sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện theo dòng điện ngắn mạch. a/. Kiểm tra ổn định động: Điều kiện kiểm tra ổn định động của TBĐ là: iđmđ ixk Trong đó: iđmđ - biên độ dòng điện cực đại cho phép đặc trưng ổn định đọng cao của TBĐ; ixk - biên độ dòng điện ngắn mạch xung kích. Như vậy khả năng ổn định động (khả năng chống lại tác dụng của lực điện động) của TBĐ được đặc trưng bởi dòng điện ổn định động định mức là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua TBĐ mà lực điệnđộnh do nó sinh ra không thể phá hoại TBĐ được. b/. Kiểm tra ổn định nhiệt: kiểm tra ổn định nhiệt TBĐ dựa vào điều kiện sau: Iđm, nh.tđm, nh Itqđ Hoặc: Iđm, nh I Trong đó: Iđm, nh - dòng điện ổn định định mức ứng với thời gian ổn định nhiệt định mức do nhà chế tạo cho; tđm, nh - thời gian ổn định nhiệt định mức do nhà chế tạo cho; I- dòng điện ngắn mạch ổn định; I- thời gian tác động quy đổi của dòng ngắn mạch khi kiểm tra ổn định nhiệt của TBĐ và các bộ phận dẫn điện khác, thơiư gian tác động quy đổi của dòng ngắn mạch được xác định như là trổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt tại chỗ máy cắt điện sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện đó TRong tài liệu kĩ thuật nhà chế tạo cho ta Idm,nh ứng với thời gian 5" hay10". Từ đay đẻ kiểm tra TBĐ cần phải tính các đại lượng I và I. PHầN II: Chọn Các Thiết Bị Điện Lắp Đặt Cho Trường A. Chọn máy biến áp: Để chọn máy biến áp ta có thể căn cứ vào các điều kiện sau để lựa chọn và kiểm tra: Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (sơ cấp), KV Uđm,BU Uđm,m Phụ tải một pha, VA Sđm2,ph S2,ph Sai số cho phép N% [N%] Điều kiện lựa chọn máy biến áp Công suất sau khi hiệu chỉnh được xác định theo công thức: = Theo điều kiện làm việc đã cho: = 30C =40C Vậy thay số liệu đã cho ta tính dược dung lượng máy biến áp sau khi hiệu chỉnh . = = 0.71xSDP Với SDP = 592 KVA ta tính được dung lượng MBA sau khi hiệu chỉnh: = 0.71xSDP = 0.71x592 = 420,32 (KVA) Dùng loại máy biến áp loại 500 KVA do ABB chế tạo: Công suất, kVA Uc ,kV UM ,kV ,W , W UN , % Kích thước, mm dài, rộng, cao Trọng lượng , Kg 500 10 0.4 1000 7000 4.5 1585-955-1710 1866 Thông số kĩ thuật của máy biến áp loại 630(KVA) do ABB chế tạo. Kiểm tra thấy Sđm,BU = 500(KVAR) > Sđm,m = 420.32(KVAR). Dung lượng MBA lớn hơn phụ tải của toàn trường: = 500 - 420.32 = 79.68 (KVA) Dung lượng này ứng với lượng dự trữ cho khả năng mở rộng của trường sau này (Lên đại học) = Xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong máy biến áp: 1.Tổn thất công suất tác dụng được xác định theo công thức: PB = P0 + PN, kW; Thay các giá ta xác định được: PB = 1000 + 7000 = 6017,595 KW. Tổn thất công suất phản kháng được xác định theo công thức: QB = Q0 + QN, kVA; Với - Q0 = , kVAr; - QN =  , kVAr; i% - giá trị tương đói của dòng điện không tải, cho trong lý lịch máy UN% - giá trị tương đối của điện áp ngắn mạch, cho trong lý lịch máy. Ki tính toán sơ bộ ta có công thức sau: QB = (0,105 0,125).Sđm Hoặc ta có thể lấy các giá trị trong khoảng sau i% = 5 7, và UN% = 5,5 Thay các giá trị vào ta xác định được: QB = 0,125.500 = 6,25 kVAr. 2.Tổn thất điện năng trong máy biến áp tổn thất điện năng trong máy biến áp được xác định theo công thức sau: AB = P0.t + PN . ; Trong đó: t là thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, (h). Bình thường máy biến áp được đóng suốt một năm nên lấy t = 8760h. Thời gian tổn thất công suất lớn nhất tra bảng 4-1 (trang49). Thay các giá trị vào ta có: AB = 1000.8760 + 7000. = 8764946,73 kW. Vậy máy biến áp đã chọn thoả mãn điều kiện. Ta xây dựng trạm biến áp theo hình thức Trạm Cột (còn gọi là trạm bệt) Trạm cột thường được dùng ở những nơi có điêu kiện đất đai, như vùng nông thôn, cơ quan,xí nghiệp nhỏ và vừa. Đối với loại trạm này, thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp đặt bệttrên bệ xi măng, dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà. So sánh với điều kiện thực tế của trường là diện tích không lớn nên giải pháp xây dựng trạm bệ là hoàn toàn phù hợp. B.Lựa chọn máy biến dòng điện BI: Máy biến dòng điện có nhiệm vụ biến đổi dòng điện lớn (sơ cấp) thành dòng điện 5A thứ cấp, để cung cấp cho các thiết bị đo lường, bảo vệ role và tự động hoá. Máy biến dòng điện được lựa chọn theo điều kiện điện áp, dòng điện , phụ tải phía thứ cấp, cấp chính xác và kiểm tra theo điề kiện ổn định động và ổn định nhiệt . Ngoài ra còn phải chọn loại BI phù hợp với nơi lắp đặt như: Trong nhà, ngoài trời , lắp trên thanh cái, lắp xuyên tường bảng dưới đây trình bày tóm tắt các điều kiện lựa chọn máy biến dòng Để chọn máy biến dòng ta có thể căn cứ vào các tiêu chuẩn cho trong bảng sau: Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mứcc ,KV Uđm, BI Uđm, m Dòng điện sơ cấp định mức A Iđm,BI Phụ tải cuộn dây thứ cấp ,VA S2đm, BI STT Hệ số ổn định động Kđ Hệ số ổn định nhiệt Knh Vậy dựa vào bảng trên ta chọn máy biến dòng có thông số kĩ thuật như sau: Loại Uđm ,KV Iđm, A cấp chính xác của lõi thép công suất định mức, VA và phụ tải thứ cấp, khi câp chính xác Sốcuộn dây thứ cấp 0.5 1 3 10 VA VA VA VA TII III20 20 2000-5000 0.5 30 1.2 75 3 150 6 75 3 1 và 2 Thông số kĩ thuật máy biến dòng điện do liên xô chế tạo. *Chú thích:T - máy biến dòng, II kiểu xuyên tường, III kiểu thanh cái, - cách điện bằng sứ. C. Lựa chọn và kiểm tra cầu dao cách ly. Nhiệm vụ chủ yếu của cầu dao cách ly là tạo ra một khoảng hở cách điện trông thấy giữa bộ phận đang mang dòng điện và bộ phận được cắt điện nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho các nhân viên sởa chữa thiết bị điện. Cầu dao cách ly không có bộ phận dập tắt hồ quang lên không thể cắt được dòng điện phụ tải , nếu nhầm lẫn dùng cầu dao cách ly đẻ cắt dòng điện phụ tải thì có thể hồ quang phát sinh sẽ gây nghuy hiểm như hỏng cầu dao cách ly và các bộ phận thậm trí có thể gây ngắn mạch giũa các pha, vì vậy dao cách ly chỉ dùng để đóng cắt mạch điện khi không có dòng điện. Cầu dao cách ly được chế tạo với các cấp điện áp khách nhau (6, 10, 22, 35, 110, KV ...).Có loại một pha loại 3 pha , loại trong nhà , loại ngoài trời. Đóng cắt cầu dao cách ly có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng điện Cầu dao cách ly được chọn theo dòng điện định mức, điện áp định mức và kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt độ khi ngắn mạch. Với điều kiện của trường ta chọn cầu dao cách ly đặt ngoài trời, để chọn cầu dao cách ly ta cũng căn cứ vào những điều kiện cho trong bảng sau: Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức ,KV Uđm, CDCL Uđm,m Dòng điện lâu dài dịnh mức, A Iđm, CDCL Ilv max Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép, KA Iđm,đ Ixk Dòng điện ổn định nhiệt, KA Iđm,nh I Với Ilv max = Itt = 625,4A ta chọn cầu dao có thông số kĩ thuật cho trong bảng sau: Uđm kV 24 INt kA 16 INmax  kA 40 Iđm kA 630 Kiểm tra lại cầu dao cách ly đã chọn: Dòng điện xung kích cầu dao được xác định theo công thức : ixk = .1,3.iN 1,3 là hệ số xung kích thay số ta tính được giá trị của dòng xung kích: ixk = .1,3.16 = 29,4A. Ta có Ilv max = 625,4A < Iđm =630A.(thoả mãn) c1. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp: Cầu chì dùng để bảo vệ mạch điện xoay chiều và một chiều khi quá tải hay ngắn mạch , thời cắt mạch của cầu chì phụ thuộc nhiều vào vật liệu làm dây chảy. Dây chảy cầu chì là bằng chì, hợp kim với thiếc , kẽm đồng, bạc vv...Chì, kẽm và hợp kim chì với thiếc có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, điện trở suất tương đối lớn vì vậy loại dây chảy này thường chế tạo với thiết diện lớn và thích hớp với điện àp 500V trở lại. Với điện áp cao hơn 1000V không thể dùng dây chảy có tiết diện lớn hơn được, vì lúc nóng chảy lượng hơi kim loại toả ra lớn , gây khó khăn cho việc dập tắt hồ quang. Vì vậy ở điện áp này thường dùng dây chảy đồng, bạc có điện trở suất nhỏ, nhiệt độ nóng chảy cao. Cầu chì là một thiết bị bảo vệ đơn giản, rẻ tiền nhưng độ nhạy kém, nó chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần , chủ yếu là khi ngắn mạch. Cầu chì được dùng rất rộng rãi cho mạng điện dưới 1000V. trong các thiết bị 10 - 35KV cầu chì được dùng để bảo vệ cho mạng hình tia, các máy biến áp động lực công suất nhỏ, ngoài ra nó còn được dùng để bảo vệ các máy biến điện áp 35kv trở lại. Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mư cs và dòng cắt định mức. Ngoài ra còn phải chú ý đặt cầu chì (trong hay ngoài trời). Bảng dưới ghi tóm tắt côngthức chọn và kiểm tra cầu chì. Khi có nhiều đường dây mắc nối tiếp với nhau để đả bảo tính chọn lọc thì dòng điện định mức của cầu chì phía trước phải lớn hơn dòng điện định mức của cầu chì phía sau ít nhất là một cấp (tính từ nguồn cung cấp đến hộ tiêu thụ). Đại lượng chọn và kiểm tra Công thức tính toán Điện áp định mức kV Uđm,cc Uđm,m ĐCòng điện định mức, A Iđm,cc Ilv,max Công suất cắt định mức, MVA Sđm,cc S Dòng điện cắt định mức, KV Iđm,cắt I Lựa chọn cầu chì. Dòng điện định mức cầu chì dùng để bảo vệ động cơ điện được chọn suất phát từ hai điều kiện sau đây: 1. Theo điều kiện làm việc bình thường: Iđm,cc Ilv,đc; với: Ilv,đc = - Dòng điện làm việc của động cơ; b- hệ số mạng tải của động cơ, hệ số này là tỉ số giũa công suất động cơ tiêu thụ với công suất định mức của nó; - hiệu suất của động cơ ứng với công suất tiêu thụ của nó; Pđm,dc- Công suất định mức của động cơ. 2. Theo điều kiện mở máy: Khi mở máy nhẹ: Iđm,đc ; Khi mở máy nặng: Iđm,đc ;; Trong đó: Imm- là dòng điện mở máycực đại của động cơ. Từ những phân tích trên ta chọn cầu chì cao áp có thông số kĩ thuật như sau. chọn 3 cầu chì cho 3 pha có thông số kỹ thuật như sau: Uđm Iđm kích thước Icắt N Icắt N min tổn hao công suất loại cầu chì khối lượng dài đường kính kV A mm kA A w kg 3,6/7,2 250 442 88 63 1260 100 3GD1 150-4D 5,8 Ta có Iđm = 3.250 = 750A < Ilvmax = 625,4A. D. Chọn thiết bị chống sét: Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây tích điện và đất hay giữa các đám mây mang đện tích trái dấu. Các công trình về điện như cột vượt sông, vượt đường quốc lộ, đường sắt, các trạm biến áp, trạm phân phối ..vv.. là những nơi dễ bị sét đánh vì vậy phải có biện pháp bảo vệ chống sét để tránh cho các công trình bị sét đánh trực tiếp. d1. Bảo vệ chống sét cho đương dây tải điện Trong vận hành sự cố cắt điện do sét đánh vào các đường dây tải điện trên không chiếm tỉ lệ lớn trong toàn bộ sự cố của hệ thống điện. Bởi vậy bảo vệ chống sét cho đường dây có tầm quan trọng rất lớn trong việc đảm bảo vận hành an toàn và cung cấp điện liên tục. Để bảo vệ chống sét cho đường dây, tốt nhất là đặt dây chống sét trên toàn bộ tuyến đường. Song biện pháp này không kinh tế , vì vậy nó chỉ được dùng trong các đường dây 110 - 220kv cột sắt và cột bê tông cốt sắt. Đường dây điện áp đến 35kv cột sắt và cột bê tông cốt sắt ít được bảo vệ toàn tuyến. Tuy nhiên các cột của đường dây nà cũng như các cột của đường dây 110 - 220kv đều phải nối đất điện trở nối đất được quy định Rđ 10. Để tăng cường khả năng chống sét cho các đường dây có thể đặt chống sét ống hoặc tăng thêm bát sứ ở những nơi cách điện yếu, những cột vượt cao, chỗ giao chéo với đường dây khác , những đoạn tới trạm. còn ở nhũng đường dây yêu cầu mức an toàn cung cấp điện ở mức rất cao tót nhất là dùng đường dây cáp. Dây chống sét . Tuỳ theo cách bố trí dây dẫn trên cột có thể treo một hoặc hai dây chống sét. Các dây chống sét được treo trên đường dây tải điện sao cho dây dẫn của cả 3 pha đều nằm trong phạm vi bảo vệ của các dây chống sét. d2. Bảo vệ chống sét cho trạm biến áp d2a/. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các thiết bị điện và các công trình khác đặt trong trạm biến áp thực hiện bằng các cột thu lôi. Cột thu lôi gồm kim thu lôi bằng kim loại dặt trên cột cao hơn vật được bảo vệ để thu sét và dây dẫn sét suống đất cùng với trang bị nối đất. Khoảng không gian gần cột thu nôi mà vật được bảo vệ đặt trong nó rất ít khả năng bị sét đánh gọi là phạm vi bảo vệ của cột thu lôi. d2b/. Bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm Các đường dây trên không dù có được bảo vệ chống sét hay không thì các thiết bị có nối với chúng đều phải chịu tác dụng của sóng sét truyền từ đường dây đến. Biên độ của quá điện áp khí quyển có thể lớn hơn điện áp cách điện của thiết bị, dẫn đến chọc thủng cách điện , phá hoại thiết bị và mạch điện bị cắt ra. Vì vậy để bảo vệ các thiết bị trong trạm biến áp tránh sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng các thiết bị chống sét. Các thiết bị chống sét này sẽ hạ thấp biên độ sóng quá điện áp đến trị số an toàn cho cách điện cần được bảo vệ (cách điện của máy biến áp và các thiết bị khác đặt trong trạm) Thiết bị chống sét chủ yếu cho trạm biến áp là chống sét van (CSV) kết hợp với chống sét ống (CSO) và khe hở phóng điện. Khe hở phóng điện là thiết bị chống sét đơn giản nhất gồm hai điện cực trong đó một điện cực nối với mạch điện, điện cực kia nối với đất. Khe hở phóng điện Khi làm việc bình thường khe hở cách ly những phần tử mang điện (dây dẫn) với đất. Khi có sóng quá điện áp chạy trên đường dây , khe hở phóng điện sẽ phóng ra điện và truyền suống đất. Ưu điểm của loại thiết bị này là đơn giản, rẻ tiền song vì nó không có bộ phận dập hồ quang nên khi nó làm việc bảo vê rơle có thể sẽ cắt mạch điện. Vì vậy khe hở phóng điện thường chỉ dùng làm bảo vệ phụ (ví dụ bảo vệ máy biến áp ) cũng như làm một bộ phận trong các thiết bị chống sét khác . Chống sét ống (CSO) gồm hai khe hở phóng điện S1, S2. Trong đó khe hở phóng điện S1 được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí như fibrobakelit vinipơlát. Khi có sóng quá điện áp S1,S2 đều phóng điện, dưới tác dụng của hồ quang chất sinh khí sẽ phát nóng và sản sing ra nhiều khí làm cho áp suất trong ống tăng tới hàng trục ápmosphe và thổi tắt hồ quang. Khả năng dập hồ quang của chống sét ống rất hạn chế .ứng với một trị số dòng điện nhất định. nếu dòng điện lớn, hồ quang không kịp dập tắt gây ngắn mạch tạm thời làm cho bảo vệ rơ le có thể ngắt mạch điện Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ chống sét cho các đường dây không treo, đường dây chống sét cũng như làm phần tử phụ trong các sơ đồ bảo vệ trạm biến áp. Chống sét van (CSV) gồm có hai phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở làm việc. Khe hở phóng điện của chống sét van là một chuõi các khe hở có nhiệm vụ như đă sét ở trên. Điện trở làm việc là điện trở phi tuyến có tác dụng hạn chế dòng điện kế tục (dòng ngắn mạch trạm đất) qua chống sét van khi sóng quá điện áp chọc thủng các khe hở cách điện. Dòng điện này được duy trì bởi điện áp định mức của mạng điện. Cần phải hạn chế dòng kế tục để dập tắt hồ quang trong khe hở phóng điện sau khi chống sét van làm việc. Nếu tăng điện trở làm việc thì sẽ làm cho dòng kế tục giảm xuống. Nhưng cần chú ý là khi sóng quả điện áp tác duụng lên chống sét van, dòng xung kích có thể đạt tới vài ngàn ampe đi qua điện trở làm việc , tạo lên trên điện trở có một điện trở có một điện áp xung kích gọi là điện áp dư của chống sét van. Để bảo vệ cách điện phải giảm điện áp dư do đó cần phải giảm điện trở làm việc. Hình ảnh chống sét van do ABB chế tạo Như vậy trị số của điện trở làm việc phải thoả mãn hai yêu cầu trái ngược nhau: cần phải có trị số lớn để hạn chế dòng kế tục và lại cần có trị số nhỏ để hạn chế điện áp dư. Chất vilít thoả mãn được hai yêu cầu này nên nó được dùng làm điện trở của chống sét van. Điện trở của nó giảm khi tăng điện áp đặt vào và điện trở của nó tăng khi điện áp giảm xuống bằng điện áp của mạng. Bảo vệ chống sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào trạm biến áp đạt được bằng cách đặt chống sét van và các biện pháp bảo vệ đoạn dây gần trạm (hình dưới) mc Dây dẫn DCS CSO1 CSO2 CSV mba Sơ đồ bảo vệ trạm 35 - 110 kv Đoạn gần trạm 1 - 2km được bảo vệ bằng dây chống sét để ngăng ngừa sét đánh trực tiếp vào đường dây. CSO 1 đặt ở đầu đoạn dây nhằm hạn chế biên đọ sóng sét. Nếu đường dây được bảo vệ bằng dây chống sét (DCS) toàn tuyến thì không cần dặt chống sét ống CSO1, CSO2 dùng để bảo vệ máy cắt khi nó ở vị trí cắt Với trạm 3 - 10 kv được bảo vệ theo sơ đồ đơn giản hơn không cần đặt DCS ở đoạn gần trạm mà chỉ cần đặt CSO ở cách trạm khoảng 200m, trên thanh góp của trạm hay sát máy đặt chống sét van Ngoài ra để bảo vệ sóng quá điện áp cho trạm còn phải phối hợp cách điện của trạm biến áp. Nối đất chống sét cho trạm cần phải đảm bảo quy định sau: - Với trạm có trung tính trực tiếp nối đất điện áp từ 110 kV trở lên thì điện trở nối đất chgo phép là 0.5 - Với trạm có trung tính cách điện, điện áp dưới 110 kV điện trở nối đất cho phép là 4 - Với trạm công suất bé (dưới 100 kVA ) điện trở nối đất cho phép là 10 . Từ những điều kiện trên mà ta lắp đặt thiết bị chống sét là hệ thống chống sét van dưới cầu dao cách ly. E. Chọn tủ phân phối và tủ động lực: Gọi tủ phân phối (TPP), tủ động lực (TĐL) chỉ là quy ước tương đối. Tủ phân phối nhận điện từ các trạm biến áp và cấp điện cho các tủ động lực. Tủ đọng lực cấp điện trực tiếp cho phụ tải. + Lựa chọn tủ phân phối: Tủ phân phối có thể được cấp điện từ một nguồn, hai nguồn, hoặc một nguồn có dự phòng, trong tủ phân phối thường đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh. Ngoài thiết bị điện lực trong tủ phân phối còn đặt các thiết bị phục vụ cho đo đếm: các đồng hồ ampemet, vôn mét, công tơ mét hữu công và vô công, biến dòng. Nếu tủ phân phối cấp điện cho đường dây trên không hoặc từ đường dây trên không tới thì phải đặt thêm chống sét van hạ áp. Chọn tủ phân phối, tủ động lực bao gồm các nội dung: chọn loại tủ, sơ đồ tủ, chọn các áp tô mát, chọn thanh cái, chọn các thiết bị đo đếm, bảo vệ an toàn và chống sét. Các áptômat được chọn theo điều kiện làm việc lâu dài cũng chính là dòng tính toán xác định như sau. IđmA Ilv max = Itt = UđmA  Uđm,md Trong đó: Uđm,mđ- Điện áp định mức của mạng điện. Uđm,mđ = 380 V với áptômát 3 pha. Uđm,mđ = 220 V với áptômát một pha. Với áptômát tổng sau biến áp để dự trữ có thể chọn theo dòng điện định mức của biến áp Ngoài ra , áptômát cò phải kiểm tra dòng ngắn mạch: IcătđmA IN. + Lựa chọn tủ động lực: Các tủ động lực có thể được cấp điện từ tủ phân phối theo hình tia hoặc liên thông, vì thế có hai dạng sơ đồ tương ứng. Số lượng mạch nhánh nhiều hay ít tuỳ thuộc vào số động cơ được cấp từ tủ. trong các tủ thường đặt cầu chì bảo vệ cũng có thể dùng tủ đặt áptômát bảo vệ toàn bộ hoặc dùng sơ đồ hỗn hợp, nhánh bảo vệ cầu chì, nhánh bảo vệ áptômát tuỳ theo kinh phí và đối tượng cấp điện. Từ những đặc điểm trên ta chọn tủ có kích thước 1600.800.500 mm. Chọn loại tủ tự chế tạo. Như đã đề cập trong tủ có hệ thống máy biến dòng, các công tơ hữu công (kwh) và vô công (kVARh). e1. Lựa chọn các thiết bị đo lường lắp đặt trong tủ. Như đã giớ thiệu ta sẽ bố tri lắp đặt 3 đồng hồ Ampe(700A) và 1 đồng hồ Volt (500V) các công tơ hữu công và vô công được lắp đặt theo sơ đồ cụ thể như sau: LOAD V A A V A V Sơ đồ nguyên lý lắp đặt hệ thống đo lường F. Chọn áptômát. Từ trạm biến áp trung gian qua áptômát tổng trong tủ phân phối với dòng điện tổng ITT = 781.24 (A). Vậy dựa vào các điều kiện chọn áptômát và tra bảng ta chọn áptômát tổng trong tủ phân phối kiểu AB do liên xô chế tạo có thông số như sau: Kiểu Uđm, V Iđm, A Ixk,KA thời gian cắt tức thời AB -10 400 1000 42 0.06 + Kiểm tra điều kiện của áptômát ta có Iđm = 1000 (A) > ITT = 781.24(A). +Các áptômát nhánh: + áptômát AT1: Cấp điện cho nhóm I gồm các khu nhà xưởng chính (xưởng may I, xưởng cơ khí , xưởng may da, xưởng dệt, xưởng điện, xưởng điện tử). Dòng điện cần cấp cho nhóm phụ tải này là ITT1 = 278 A. +Tra bảng chọn áptômát chọn áptômát có dòng định mức IAT1 = 300A. do nhật chế tạo. có thông số kĩ thuật như sau. Loại A Số cực Idm, A Udm, VA IN, KV SA403-H 3 300 220,380 85.45 + áptômát AT2: Cấp điện cho nhóm II gồm nhà D, nhà A5 và nhà khách, nhà vệ sinh sau nhà D: Dòng điện cần cấp cho nhóm phụ tải này là ITT2 = 63.4 A. +Tra bảng chọn áptômát chọn áptômát có dòng định mức IAT2 = 75A. do nhật chế tạo. có thông số kĩ thuật như sau. Loại A Số cực Idm, A Udm, VA IN, KV EA 103-G 3 75 220, 380 25 + áptômát AT3: Cấp điện cho nhóm III gồm Hội trường lớn, Xưởng may II, nhà kí túc xá 3 tầng, nhà kí túc xá 1 tầng, căng tin+01 phòng học , nhà làm việc, nhà A1. Dòng điện cần cấp cho nhóm phụ tải này là IT3 = 405.04(A). + Tra bảng ta chọn áptômát có dòng định mức IAT3 = 500 (A) do nhật chế tạo có thông số kĩ thuật như sau. Loại A Số cực Idm, A Udm, VA IN, KV SA 603-G 3 500 220, 380 85.45 + áptômát AT4: Cấp điện cho nhóm IV gồm:Nhà C, Garage ôtô + hai phòng học, xưởng nhuộm , nhà E, câu lạc bộ thanh niên. Dòng điện cần cấp cho nhóm phụ tải này là IT4 = 34.8 (A). + Tra bảng ta chọn áptômát có dòng định mức IAT4 = 40(A) do nhật chế tạo có thông số cho ở bảng sau: Loại A Số cực Idm, A Udm, VA IN, KV EA53-G 3 40 220, 380 5 Từ tủ phân phối ta đi hai lộ: +Lộ 1: từ công tơ hữu công xuống áptômát +Lộ 2 từ công tơ vô công xuống tụ bù. Để đề phòng mất điện cả nhóm khi chỉ có một khu nhà xảy ra sự cố ở mỗi nhóm ta lại chọn các áp tô mát riêng cho từng nhà và cho mỗi tầng của mỗi nhà Hoặc ta có thể dùng cầu dao và cầu chì cho mỗi nhà phương án này tuy hiệu quả không cao nhưng đả bảo về mặt kinh tế. Việc tính chọn và kiểm tra các áptômát này tương tự như với các áptômát nhánh đã chọn. G. Chọn thanh cái đồng : Người ta thường dùng thanh dẫn đồng, nhôm để làm các thanh góp trong các trạm phân phối và trạm biến áp. Thanh dẫn thường có tiết diện hình chữ nhật đựoc lắp đặt trên sứ cách điện. Khi phải tải dòng điện lớn để tránh hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài, người ta lắp đặt nhiều thanh dẫn cho một pha. Trong trường hợp này người ta đặt các miếng đệm giữa các thanh dẫn để tăng độ cứng của thanh dẫn. Thanh dẫn được chọn theo điều kiện dòng điện và kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt (bảng 6 - 7) Ta có các tiêu chuẩn để lựa chọn thanh cái như sau: Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Dòng phát nóng lâu dài cho phép,A k1.k2.Icp Icb Khả năng ổn định động,kG/cm Khả năng ổn định nhiệt, mm F .I. Trong đó: k1 = 1 với thanh dẫn đặt cứng; k1 = 0.95 với thanh dẫn đặt nằm ngang; k2 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường - ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn Với thanh dẫn nhóm AT, có = 700 kG/cm; Với thanh dẫn đồng MT, có = 140 kG/cm; - ứng suất tính toán = kG/cm; M - moment tính toán : M = , kGm; Ftt - lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch Ftt = 1,76.10.ixk, kG l - khoảng cách giữa các sứ cửa một pha (thường l = 60,70,80cm) a- khoảng cách giữa các pha (tuỳ thanh dẫn cao áp hay hạ áp), cm; W - momen chống uốn của các loại thanh dẫn, kGm. Vậy tra bảng ta chọn thanh cái đồng có tiết diện 30x4 có ICP  = 500 A - áptômát tổng: IT = = 625.4 A Chọn áptômát tổng có Iđm = 800A do Merlin Gerin sản suất. Loại A số cực Iđm A Uđm VA IN, KV 320-800A-C801N 3-4 800 690 25 H. Chọn hệ thống bù cos: + Với hệ thống hai tủ phân phối chính: + Như đã giới thiệu Tủ 1 lấy điện từ áptômát tổng của trạm biến áp trên không xuống hệ thống chống sét hạ thế qua các thanh cái đồng có tiết diện 3cm.3mm trên các thanh cái này đều có sứ đỡ các thanh cái, ngoài ra trong tủ này còn đặt 3 đồng hồ Ampe 0 - 700A, một đồng hồ vôn 0 - 500V,từ tủ này đi ra 4 lộ ra các áptômát nhánh cung cấp cho các nhóm như trên + Tủ 2 Đặt hệ thống tụ bù cos, cũng dùng 4 đồng hồ đo trong đó 3 đồng hồ Ampe 0 - 700A và một đồng hồ vôn 0 - 500V hệ thống đồng hồ này sẽ giúp việc vận hành hệ thống tụ bù tốt và an toàn hơn. h. Chọn nguồn dự phòng: Vì trong trường cũng có một số khu nhà là hộ phụ tải loại I như nhà khách, (là nơi tiếp đón những đoàn khách quan trọng của trường) phòng hiệu trưởng, phòng phó hiệu trưởng và nhà làm việc là trung tâm đầu não của trường vì vậy chúng cần được ấp điện liên tục và thường xuyên do đó ta có phương pháp chọn nguồn dự phòng cho trường ta chọn máy phát Diesel tra Catalogue của hãng Mitsubishi ta chọn máy phát như sau: Set mode Engine model Code S(KVA) Uđm f MGS 100C S12H-PTA 5PH6J 1000 380 50 PHầN III: Tính toán và chọn lựa phương án lắp đặt hệ thống bù cos: I, ý nghĩa của việc tiết kiệm điện năng và nâng cao hệ số công suất cos: Nâng cao hệ số công suất cos là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng: Phần lớn các thiết bị tiêu thụ điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q, những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng như , Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khỏng 60 - 65% tổng công suất phản kháng của mạng,Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 - 25%, Đường dây trên không , điện kháng và các thiết bị điện khác tiêu thụ khoảng 10%. Như vậy động cơ không đồng bộ và máy biến áp là hai loại máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng nhất. Công suât tác dụng P là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy đùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công, quá trình trao đổi công suất phản kháng giữa các hộ tiêu thụ và máy điện là một quá trình dao động. Mỗi một chu kì của dòng điện Q đổi chiều 4 lần vì vậy giá trị trung bình của Q trong 1/2 chu kì bằng không Vì vậyđẻ tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây người ta đặt gần các hộ dùng điện các máy sinh ra Q (Tụ điện , máy bù đồng bộ) cung cấp trực tiếp cho phụ tải , Phương pháp này gọi là phương pháp bù công suất phản kháng. Khi có bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cos của mạng được nâng cao, quan hệ giữa P, Q và góc đựơc biểu diễn bởi công thức sau: = arctg Khi P không đổi nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đừơng dây giảm xuống , do dó góc giảm, kết quả là cos tăng lên. Hiệu quả do việc nâng cao hệ số công suất đem lại: 1.Giảm được công suất tổn thất trong mạng điện 2.Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện 3. Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp. Khả năng truyền tải của dường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. II, Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos : các định nghĩa về hệ số công suất: + Hệ số công suất tức thời là hệ số công suất tại một thời điểm nào đó, đo được nhờ dung cụ đo công suất cos hoặc nhờ các dụng cụ đo công suất, điện áp và dòng điện: cos = Do phụ tải luôn luôn biến đổi lên cos tức thời cũng luôn biến đổi theo, vì thế cos tức thời không có giá trị tính toán. + Hệ số công suất trung bình là cos trung bình trong một quãng thời gin nào đó (1 ca , 1 ngày đêm, 1 tháng vv...): + Hệ số công suất tự nhiên là hệ số cos trung bình tính cho cả năm khi không có thiết bị bù. Hệ số công suất cos được dùng làm căn cứ để tình toán và nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản kháng. Vậy để nâng cao hệ số công suất cos ta có hai phương pháp sau: - Nâng cao hệ số cos tự nhiên - Nâng cao hệ số công suất cos bằng phương pháp bù. *Chọn vị trí đặt tụ bù: Các tiêu chuẩn và việc xác định vị trí đặt tụ bù: Sau khi tính dung lượng bù và chọn thiết bị bù thì vấn đè quan trọng là bố trí thiết bị bù vào trong mạng sao cho đạt hiệu quả kinh tế nhất. Thiết bị có thể đặt ở phía điện áp cao( lớn hơn 1000V)hoặc ở phía điện áp thấp (nhỏ hơn 1000V), Nguên tắc quan trọng trong việc bố trí thiết bị bù là làm sao đạt được chi phí tính toán nhỏ nhất. Với máy bù đồng bộ, vì có công suất lớn lên thường được đặt tập trung ở những điểm quan trọng của hệ thống điện. ở các xí nghiệp lớn máy bù thường được đặt ở phía điện áp cao của trạm biến áp trung gian. Tụ điện có thể đặt ở mạng điện áp cao hoặc ở mạng điện áp thấp. + Tụ điện điện áp cao (6KV) được đặt tập trung ở thanh các của trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối. + Tụ điện điện áp thấp (0,4KV) được đặt theo ba cách : Đặt tập trung ở thanh các phía điện áp thấpcủa trạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm ở tủ phân phối động lực và đặt phân tán ở từng thiết bị dùng điện. Về mặt tổn thất điện năng thì việc đặt phân tán các tụ bù ở từng thiất bị điện có lợi hơn cả. Song nhược điểm của cách đặt này là khi thiết bị nghỉ thì tụ điện cũng nghỉ theo, do đó hiệu suất sử dụng không cao. Vì vậy phương án này chỉ dùng cho các động cơ không đồng bộ có công suất lớn. Phương án đặt tụ điện thành những nhóm ở tủ phân phối đong lực hoặc đường dây chính trong phân xưởng đươcj dùng nhiều hơn vì hiệu xuất sử dụng cao, giảm được tổn thất cả trong mạng điện áp cao lẫn mạng điện áp thấp. Vì các tụ được đặt thành từng nhóm nhỏ(khoảng 30 - 100KVAR) nên chúng không chiếm diện tích lớn, có thể đặt chúng trong những tủ như tủ phân phối động lực hoặc trên xà nhà các phân xưởng. Nhược điểm của phương án này là nhóm các tụ điện nằm phân tán khiến viẹc theo dõi chúng khi vận hành không thuận tiện và khó thực hiện việc tự động điều chỉnh dung lượng bù. Phương án đặt tụ điện tập trung ở thanh cái điện áp thấp của trạm biến áp phân xưởng được dùng trong trường hợp dung lượng bù khá lớn hoặc khi có yêu cầu tự động điều chỉnh dung lượng bù để ổn định điện áp của mạng. Nhược điểm của phương án này là không giảm được tổn thất trong mạng điện phân xưởng. Trong thực tế tuỳ tình hình cụ thể mà chúng ta phối hợp cả 3 phương án đặt tụ điện kể trên. Vậy dựa vào những phân tích trên và sơ đồ cụ thể ta chọn phương án đặt tụ điện cho trường cụ thể là: Đặt tụ điện thành nhóm ở tủ phân phối động lực như dã trình bày tụ sẽ được đặt ở tư thứ hai với các thiết bị chống sét hạ thế các đồng hồ đo và hệ thống bảo vệ an toàn cho tụ. III, Tính toán dung lượng cần bù (Qb): Với yêu cầu nâng hệ số công suất cos từ 0.73 lên 0.95 ta có thể tính toán được dung lượng cần bù: Qb = PTT.(tg - tg). (lấy = 1). (*) Từ cos = 0.73 tg = 0.93 Từ cos = cos = 0.95 tg = 0.33. Thay các giá trị vào biểu thức (*) ta có: Qb = PTT.(tg - tg). = 514,54.( 0,93- 0,33).1 = 300 (KVAR). Vậy ta chọn thiết bị bù là tụ điện vì Qb 5000kVAR ta chọn máy bù đồng bộ). Tờ công tthức: Tra bảng ta chọn loại tụ KC1-3.15-100-2Y3 do liên xô chế tạo có thông số kỹ thuật như sau: Loại Công suất danh định Điện dung danh định Kiểu chế tạo Chiều cao H, mm Khối lương ,kg KC1-3.15-100-2Y3 100 32.7 ba pha 756 60 Chú thích: + K: tụ diện cosin + M và C - tẩm dầu hoặc chất lỏng tổng hợp + II cho thiết bị bù dọc + TC cho máy biến áp hàn + 0,1,2, kích thước của vỏ. Q1tu = 100(KVAR) vậy ta chọn hệ thống gồm 3 tụ (n 3pha=3): Dung lượng thực tế sẽ được bù là Qb thực tế = n.Q1tu = 3.100 = 300(KVAR). Vậy lượng năng lượng phản kháng cần cung cấp cho trường được tính lại là: QM = QTT - Qb thực tế = 481.72 - 300 = 181.72KVAR). Vậy ta tính được tgthực tế = = =0.33. Từ tg, tra bảng ta tính được hệ số cos = 0,952 > cos = 0.95(Thoả mãn yêu cầu). Vì tụ điện là bộ tài sản quý hiếm lên khi thao tác vận hành chúng ta phải tuân thủ những quy định chung của tập đoàn điện lực Việt Nam sau đây: 1.Chỉ có những người có trình độ an toàn bậc 3 trở lên được giám đốc nhà máy, xí nghiệp giao nhiệm vụ mới được phép vận hành và sửa chữa. 2. Trước khi đưa tụ vào vận hành phải kiểm tra sơ đồ đấu dây, các mối tiếp xúc , đặc biệt là điện áp lưới, chỉ được phép đóng tụ khi : Ud 400V, Uf 230V. 3. Dòng 3 pha của tụ phải cân bằng nếu lệch pha quá 10% hoặc phình quá 10mm phải cắt tụ và tìm nguyên nhân đẻ xử lý. 4. Trong quá trình vận hành nếu Ud 420V phải cắt tụ. 5. Khi tiến hành sửa chữa phải cắt áptômát tổng chờ từ 5 -10 phút cho tụ phóng hết điện tích tàn dư sau đó mới tiến hành thao tác (hoặc đợi cho các bóng đèn là các điện trở cách điện tắt hẳn). 6. Khi sản suất nếu dòng phụ tải: I 50A ta đóng một bình. I 100A ta đóng hai bình. I 200A ta đóng ba bình. Chú ý khi đóng tụ ta phải đóng các áptômát tổng trước sau đó mới đóng các áptômát nhánh khi cắt tụ ta thực hiện thao tác ngược lại. 6 - 10KV BU BI cc mcpt Sơ đồ nối dây của tụ điện cao áp 7. Nhiệt độ tót nhất khi vận hành tu là T 40C ta phải dùng quạt gió để tản nhiệt cho tụ. Bố trí lắp đặt nguồn dự phòng Chú ý: Ngoài phương án cấp điện trên ta cũng cần bố trí, lắp đặt các máy phát điện như một nguồn dự phòng công suất nhỏ để đảm bảo cấp điện liên tục cho một số khu nhà như nhà khách, nhà làm việc, văn phòng của Hiệu trưởng và hiệu phó là những khu nhà quan trọng đóng vai trò đầu não của toàn trường vì vậy cần được ấp điện thường xuyên. Iv, Tính chọn dây dẫn dây cáp trong mạng điện Các phương pháp lựa chọn dây dẫn dây cáp trong mạng điện Dây dẫn và dây cáp trong mạng điện được lựa chọn theo những điều kiện sau đây: - Lựa chọn theo điều kiện phát nóng; - Lựa chọn theo điều kiện tổn thất điện cho phép. - Lựa chọn dây dẫn dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế. Ngoài hai điều kiện nêu trên người ta còn lựa chọn theo kết cấu của dây dẫn , dây cáp như một sợi, nhiều sợi, vật liệu cách điện,v.v... 1. Lựa chọn dây dẫn, dây cáp theo điều kiện phát nóng Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp vật dẫn bị nóng lên. Nếu nhiệt đọ dây dânz và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng, hoặc giảm tuổi thọ. Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống. Do đó nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn dây cáp. Ví dụ dây trần có nhiệt độ cho phép là 75C, dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép là 55C, cáp 3kV trở lại có = 80C, cáp 6 kV có = 65C, cáp 10 kV có = 80C. Đối với mỗi loại dây dẫn, cáp nhà chế tạo cho trước giá trị dòng điện cho phép Icp, dòng Icp ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường là: không khí, +25C, đất 15C. Nếu nhiệt độ của môi trường nơi lắp đặt dây dẫn và cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn nêu trên thì dòng điện cho phép phải được hiệu chỉnh: I(hiệu chỉnh) = k. I, Trong đó: I- dòng điện cho phép của dây dẫn, cáp ứng với đièu kiện tiêu chuẩn của nhiệt độ môi trường, A; k - hệ số hiệu chỉnh tra trong sổ tay. Vậy điều kiện phát nóng là: Ilvmax I; Trong đó: Ilvmax - dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất: I- dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh của dây dẫn. 2. Lựa chọn dây dẫn và dây cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Đối với mạng trung áp và hạ áp đo trực tiếp cung cấp điện cho các phụ tải nên vấn đề đảm bảo điện áp rất quan trọng vì vậy người ta lấy điều kiện tổn thất điện áp cho phép làm điều kiện đầu tiên để chọn tiết diện dây dẫn và dây cáp. Sau đó kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng. Điều kiện tổn thất điện áp cho phép là: Umax% U%; Trong đó: U- Tổn thất điện áp cho phép (5% hoặc 2.5% tuỳ loại phụ tải); Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng. Nếu mạng điện có nhiều đoạn, nhiều nhánh, thì phải tìm điẻm nào có tổn thất điện áp lớn nhất Umax để so sánh. Tổn thất điện áp trong mạng diện được tính theo công thức sau: U% = = U' + U" Trong đó: U' - tổn thất điện áp gây lên bởi công suất tác dụng và điện trở đường dây; U" - tổn thât điện áp gây nên bởi công suất phản kháng và điện kháng đường dây. Giá trị điện kháng trên một km đường dây nằm trong khoảng x0 = 0.3 0,43/km, để cho đơn giản có thể lấy x0 = 0,3/km. U' = Từ đó tiết diện dây dẫn được xác định: F = = , mm Căn cứ vào số liệu tính toán F, tra bảng chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần nhất , từ đó xác định được r0  và x0 ứng với dây dẫn đã chọn , thính lại U, so sánh với U, nếu chưa thoả mãn yêu càu thì tăng tiết diện dây dẫn lên một cấp rồi tính lại lần nữa. sau khi đã đạt Umax U, kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng. 3. Chọn dây dẫn dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế. Với những phụ tải tiêu thụ công suất lớn thì việc chọn dây dẫn, dây cáp giữ vai trò hết sức quan trọng, ngoài vấn đề đảm bảotính kĩ thuật còn phải tính đến tính kinh tế vì khi ta chọn dây dẫn tiết diện lớn hay nhỏ thì khối lượng kim loại màu sẽ lớn hay nhỏ và vốn đầu tư sẽ tăng hay giảm. Ta có công thức : Jkt = . Jkt =. Trong đó:- là hệ số gọi là tỷ lệ khấu hao hàng năm. - điện trở suất. - thời gian chọn tổn thất công suất. Khi tính chọn dây dẫn ta thường tra bảng để chọn ra Jkt sau đó tìm ra tiết diện dây. F = (mm). V, Lựa chọn dây dẫn và dây cáp lắp đặt cho trường 1.Chọn dây cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực chính: Ta tính được Itt = 721.24A Từ công thức I'(hiệu chỉnh) = k. ISơ đồ khối thiết bị điện nội thất đại diện cho một phòng giảng đường . Với k = k1.k2.k3. Ta xác định các hệ số : k1 là hệ số hiệu chỉnh khi nhiệt độ môi trường đặt dây dẫn, dây cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn (tra bảng). k2 là hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong hầm cáp, nếu dây dẫn đi trên không thì ta lấy k2 = 1. k3 hệ số hiệu chỉnh khi thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Tra bảng phụ lục (trang 370 sách HTCCĐCXNCNĐTVTNCT) ta xsc định được các hệ số như sau: k1 = 0,90 (vì nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh là 25C mà theo đề bài cho nhiệt độ môi trường xung quang là 35C). k2 = 1( vì ta chọn hình thức đidây trên không) k3 = 0.90 (vì hầu hết thời gian trong năm các phụ tải đều hoạt động) Vậy ta xác định được hệ số hiệu chỉnh: k = k1.k2.k3 = 0,90x0,90x1 = 0,81 Tra bảng ta chọn dây cáp do hãng LENS chế tạo có vỏ cách điện PVC (PoliVinilClorua) và có thông số kĩ thuật cho ở bảng sau: F,mm d,mm M, kg/km r0,/km ở 20C I,A Lõi Vỏ trong nhà ngoài trời min max 1x630 29,7 39,9 43,0 6360 0,0283 850 1088 Vậy ta xác định được dòng hiệu chỉnh cho phép: I(hiệu chỉnh) = k. I = 0,81x1088 = 881,28 A. Kiểm tra lại thấy: I(hiệu chỉnh) > Ilvmax Dây cáp đã chọn đạt yêu cầu. 2.chọn dây dẫn, dây cáp tới các nhóm: 2.1 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm I: Ta có dòng điện tổng của nhóm I là : ITT1 = Ilvmax = 278 A. Cũng tương tự ta chọn cáp do hãng LENS chế tạo có voe bọc cách điện PVC và có thông số kĩ thuật như sau: F,mm d,mm M, kg/km r0,/km ở 20C I,A Lõi Vỏ trong nhà ngoài trời min max 1x1250 12,6 17,9 21,0 1233 0,153 343 382 Vậy dòng hiệu chỉnh cho phép là: I(hiệu chỉnh) = k. I = 0,81x382 = 309,42 A. Kiểm tra lại ta thấy: I(hiệu chỉnh) = 309,02A > Ilvmax =278A. Dây cáp đã chọn đạt yêu cầu. 2.2 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm II: Ta đã tính được dòng điện tổng của nhóm II là: ITT2 = Ilvmax = 63,4A. Tra bảng ta cũng chọn loại cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có thông số kĩ thuật cho ở bảng dưới đây: F,mm d,mm M, kg/km r0,/km ở 20C I,A Lõi Vỏ trong nhà ngoài trời min max 1x10 3,80 7,7 9,2 150 1,83 87 80 Từ dòng điện cho phép trong bảng ta tính được dòng cho phép hiệu chỉnh: I(hiệu chỉnh) = k.I = 0,81x80 =64,8A Kiểm tra lại thấy dây dẫn đã chọn có: I(hiệu chỉnh) = 64,8A > Ilvmax =63,4A. Vậy dây cáp đã chọn đạt yêu cầu. 2.3 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm III: Dòng điện tính toán tổng của nhóm III: ITT3 = Ilvmax = 405,04A. Tra bảng phụ lục ta chọn dây cáp đồng do hãng LENS chế tạo có vỏ bọc cách điện và có thông số kĩ thuật như sau: F,mm d,mm M, kg/km r0,/km ở 20C I,A Lõi Vỏ trong nhà ngoài trời min max 1x185 15,6 21,9 25,5 1876 0,0991 343 506 Từ dòng điện cho phép trong bảng ta xác định được dòng điện hiệu chỉnh cho phép: I(hiệu chỉnh) = k.I= 0,81x506 = 409,86A. Kiểm tra lại dây dẫn đã chọn có: I(hiệu chỉnh) = 409,86A > Ilvmax =405,04A. Vậy dây dẫn đã chọn thoả man yêu cầu. 2.4 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm phụ tải IV: Dòng điện tính toán tổng của phụ tải nhóm này là: ITT4 = Ilvmax = 34,8A Tra bảng phụ lục ta chọn dây cáp cùng hãng sản suất có vỏ bọc cách điện PVC có thông số kĩ thuật như sau: F,mm d,mm M, kg/km r0,/km ở 20C I,A Lõi Vỏ trong nhà ngoài trời min max 1x4 2,25 6,2 7,6 79 4,61 53 45 Từ dòng điện cho phép trong bảng ta tính được dòng hiệu chỉnh cho phép: I(hiệu chỉnh) = k.I= 0,81x45 = 36,45A. Kiểm tra lại dây dẫn đã chọn: I(hiệu chỉnh) = 36,45A > Ilvmax = 34,8A. Vậy cáp đã chọn đạt yêu cầu. Đ D 10 KV Nhóm I Nhóm II Nhóm III Nhóm IV A A A V Sơ đồ khối các thiết bị điện nội thất cho một phòng giảng đường Đèn huỳnh quang Quạt trần Bảng điện Qụat treo tường Mỗi phòng giảng đường được bố trí 12 bóng đèn tuýp chiếu sáng tập trung cho phòng, 04 quạt trần quạt mát cho sinh viên, 01 quạt treo tường quạt mát cho gảng viên, 02 bảng điện trên có lắp cầu dao, công tắc quạt trần. + 02 bảng điện : + Bảng 1 trên có lắp 02 cầu chì 01 ổ cắm các công tắc quạt và đèn huỳnh quang. + Bảng 2 trên có lắp cầu dao 02 cầu chì các công tắc điều khiển quạt và đèn huỳnh quang. Ghi chú: các dây được đi trong ống gen sát tường Sơ đồ nguyên lí đi dây cho một phòng Bảo vệ rơle cho hệ thống cung cấp điện. Đặt vấn đề: Hệ thống cung cấp điện bao gồm nhiều phần tử phân bố trên một phạm vi rộng vì vậy trong quá trình vận hành thường có nhiều sự cố xảy ra như: quá điện áp do xét đánh quá dòng điện do xảy ra ngắn mạch trrong mạng điện,tần số dòng điện giảm thấp do hệ thống bị quá tải vv...Để nhanh chóng loại bỏ phần bị sự cố ra khỏi mạng điện người ta thường đặt các thiết bi bảo vệ bằng rơle hoặc các thiết bị tự động hoá. Tác dụng của bảo vệ bằng rơle: - Nhanh chóng loại bỏ phần tử bị sự cố để đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện hoạt động an toàn.. - Báo tín hiệu cho nhân viên vận hành biết các tình trạng làm việc không bình thường để kịp thời sử ý như hiện tượng quá tải, sụt áp. giảm điện trở cách điện vvv... - Phối hợp với các thiết bị tự động hoá để thực hiện các phương thức vận hành như tự động đóng lặp lại ,tự động đóng dự trữ, tự động cắt phụ tải theo tần số vv... Để có thể thực hiện được các yêu cầu trên các thiết bị rơle phải đảm bảo được bốn yêu cầu cơ bản sau: 1. Tác động nhanh 2. Chọn lọc 3. Tin cậy 4. Nhạy Ta có các hình thức bảo vệ rơle trong hệ thống cung cấp điện như sau - Bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì - Bảo vệ cắt nhanh - Bảo vệ so lệch - Boá tín hiệu và bảo vệ tình trạng trạm đất. Bảo vệ các phần tử cơ bản trong hệ thống cung cấp điện Do điề kiện thời gian nên ở đây ta chỉ đề cập đến bảo vệ máy biến áp. Bảo vệ máy biến áp Máy biến áp phải được bảo vệ để tránh tình trạng là việc không bình thường sau đây: - Quá tải; - Dầu máy biến áp cạn suống dưới mức quy định; - Ngắn mạch giữa các pha hoặc ở đầu ra của máy biến áp - Ngắn mạch giữa các vòng dây trong một pha; - Ngắn mạch trạm đất. Đối với máy biến áp có S 320 KVA, U 10 kV người ta thường dùng cầu chì để bảo vệ, tránh tình trạng ngắn mạch. Đối với máy biến áp có S > 320 kVA người ta thường đặt bảo vệ dòng cực đậi có duy trì đẻ bảo vệ tránh tình trạng quá tải , đặt bảo vệ dòng điện cắt nhanh để bảo vệ tránh tình trạng ngắn mạch. Đối với máy biến áp có công suất S > 1000kVA ngưòi ta có thể bảo vệ thay dòng điện cắt nhanh bằng bảo vệ so lêch dọc. Đối với máy biến áp loại này người ta quy định phải dùng thêm rơle hơi để bảo vệ tránh quá tải và các dạng ngắn mạch khác trong máy biến áp. ưu điểm của rơle hơi là độ nhay cao đối với hầu hết các dạng sự cố trong máy biến áp. Nhược điểm của rơle hơi là tác động kém nhạy đối với các loịa sự cố xảy ra ở phía đầu ra của máy biến áp vì vậy bên cạnh bảo vệ rơle hơi bao giờ cũng phải đặt thêm dòng điện cực đại và dòng điện cặt nhanh hay bảo vệ so lệch dọc. Việc lựa chọn Rơle bảo vệ thì xét đến ở các đề tài sau ***/////////////*** Tài liệu tham khảo 1, Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng -Nguyễn Công Hiền & Nguyễn Mạnh Hoạch -NXB Khoa học kỹ thuật 2, Hệ thống cung cấp điện - Trần Quang Khánh 3, Bảo vệ các hệ thống điện - Trần Đình Long 4, Bài tập cung cấp điện - NXB Khoa học kỹ thuật. 5, Sách tra cứu về cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp - NXB Thanh Niên . Cùng nhiều sổ tay tra cứu khác. Lời nói đầu 02 Giới thiệu chung 06 Phần1: XĐ phụ tải tính toán của toàn trường 08 I, Tầm quan trọng việc xđpttt II, Phương án cấp điện 17 III, Lựa chọn thiết bị điện 18 PhầnII: Chọn các thiết bị điện lắp đặt cho trường 20 A, Chọn MBA 20 B, Lựa chọn biến dòng BI 23 C, Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly 24 D, Lựa chọn TB chống sét 26 E, Chọn tủ phân phối và tủ động lực 30 F, Chọn ATM 32 G, Chọn thanh cái 33 H, Chọn hệ thống bù cos 34 PhầnIII: Tính toán và lựa chọn phương án lắp đặt hệ thống bù cos 35 I, ý nghiã việc tiết kiệm điện năng 35 II, Các biện pháp nâng cao hệ số cos 36 III, Tính toán dung lượng cần bù 37 IV, Tính toán chọn dây dẫn, cáp trong mạng điện 42