Đề tài Thiết kế cung điện cho trường đại học

các khu vực phụ tải của trường. Đặt 8 tuyến cáp ngầm đến 8 tủ phân phối của 10 khu vực trong trường ( 10 khu vực nhà, riêng đối với khu vực văn phòng và xưởng thực tập đi dây lộ kép). Tại mỗi khu vực phân phối( các tòa nhà) đặt 1 tủ phân phối các tầng. Hình1: Sơ đồ mặt bằng phân bố từ trạm biến áp đến phụ tải Nhà B1, 5 tầng 200m2/tầng Khu hành chính, nhà B2, 3tầng,300m2/tầng Nhà B3, 5 tầng, 300m2/ tầng Nhà A1, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A2, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A3, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà A4, 4 tầng, 200m2/tầng Nhà ăn-căn tin, 300m2 Nhà xe GV, 200m2 Nhà xe, 300m2 Tâm vòng tròn phụ tải: Khi lựa chọn vị trí đặt máy biến áp phân xưởng hoặc trạm biến áp xí nghiệp, ta cần xác định tâm phụ tải. Nếu đặt đúng tâm phụ tải sẽ giảm được tổn thất công suất và điện năng. Với mặt bằng ta có các tọa độ tâm phụ tải của các khu nhà như sau: A1(3,12); A2(5,7); A3(9,7); A4(12,7) B1(3,12); B2(8,12); B3(14,12); Nhà xe GV(11,2). Vị trí tâm phụ tải được xác định: Vậy tọa độ đặt TBA tại nhà A2(6,5;8,3). Để xác định biểu đồ phụ tải ta cần xác định R và a: Trong đó: R là bán kính của vòng tròn phụ tải (m) a là góc chiếu sáng R và a được xác định như sau: (m=1Kva/m ) a= P là công suất tác dụng của phân xưởng P là công suất chiếu sáng của phân xưởng . Hình 2: tâm vòng tròn phụ tải CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN PHẦN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN Chọn máy biến áp Với ST = 796kVA nên chọn 2 máy biến áp có công suất 600kVA và 400kVA do công ty ABB chế tạo có thông số kỹ thuật Sđm = 400kVA và Sđm = 600kVA Uđm = 10/0,4kV P0 = 0,8kW PN = 5,7kW UN% = 4,5% Kích thước: D x R x C = 1620 x 1055 1500 (mm) Van chống sét Chọn van chống sét do hãng Cooper (Mỹ) chế tạo loại AZLP501B10 có Uđm = 10kV Máy cắt Dòng cưỡng bức qua máy cắt Icb = (A) →Từ kết quả trên ta chọn dùng tủ máy cắt hợp bộ 8DC11 cách điện SF6 do Siemens chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau. Loại tủ máy cắt Uđm(kV) Iđm(A) INmax(kA) IN3s(kA) 8DC11 22 1250 125 25 *Ngắn mạch trung áp Ta có công thức XH = Tổng trở 2 km đường dây AC- 50 ZD = RD +j XD = r0l +jx0l = 0,65 x 2 + 0,368 x 2 = 1,3 + j 0,736 (W). Dòng ngắn mạch 3 pha phía trước máy biến áp . Các đại lượng chọn và kiểm tra Kết quả Điện áp định mức (kA) UđmMC=24 > UđmLĐ= 10 Dòng điện định mức (A) IđmMC=1250 > Icb= 46 Dòng cắt định mức ( kA) Icđm= 25 > I’’ = 3.9 Công suất cắt định mức (MVA) Scđm= 952 > S’’ = 71 Dòng ổn định động (kA) Iôđđ= 125 > ixk = 1,8* 3,9 =9.9 Không cần kiểm tra ổn định nhiệt của MC vì có Iđm = 1250 (A) > 1000(A) CB tổng Dòng tính toán Itt = (A) Ta có Itt = 1148A nên chọn CB do hãng LS chế tạo có thông số Loại Uđm Iđm (A) Icu kA ABS1203b 415 1200 65 Thanh cái Ta có Itt = A chọn thanh cái có tiết diện M(60 x8) mm2 , có Icp=1320A. Chọn CB cho các tủ điện trong khu nhà. * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A1: Toàn bộ phụ tải phục vụ cho chiếu sáng văn phòng và lớp học nên lấy cosjtb=0,85. Itt = Þ Chọn CB loại 100AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA LS100AF 415 100 35 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A2: Ta có cosjtb= Itt = Þ Chọn CB loại 800AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA LS800AF 415 800 42 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A3: Tất cả phụ tải đều phục vụ cho phòng học lấy cosjtb =0,85. Uđm = 380V Itt = Þ Chọn CB loại 100AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA ABE102b 415 100 25 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu nhà A4: Tất cả phụ tải đều phục vụ cho phòng học lấy cosjtb =0,85. Uđm = 380V Itt = Þ Chọn CB loại ABE102b do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA ABE102b 415 100 25 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu B1: Toàn bộ phụ tải phục vụ cho chiếu sáng văn phòng và lớp học nên lấy cosjtb=0,85. Itt = Þ Chọn CB loại 100AF do hãng LG chế tạo có thông số Loại Uđm V Iđm A Icu kA LS100AF 415 100 35 * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu B2: → Tất cả phụ tải phục vụ cho văn phòng. Chọn A →Chọn MCB loại 100AF do LG sản xuất: Iđm=100A ; Uđm= 415V * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ điện Khu B3: Tất cả phụ tải phục vụ cho văn phòng –lớp học →Chọn MCB loại 250 AF do LG chế tạo: - Iđm=140A; Uđm=415 V * Chọn MCB từ thanh cái Đến Tủ chiếu sáng C Chọn MCB tổng cho tủ chiếu sáng; có : →Chọn MCB loại 100AF do LG chế tạo: Iđm=50A; Uđm=415V 7. Dây dẩn trong hệ thống điện *Chọn đường dây trên không từ nguồn vào máy biến áp có: Uđm= 10kV, Sđm= 800kVA, l=100m, cosj=0,8. Thời gian phụ tải sử dụng Tmax(3000-5000) h. Từ cấp điện áp trên ta chọn dây dẫn AC là thích hợp Dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn dây dẫn Imax = (A) Từ Tmax(3000-5000) h và dây AC tra bảng có Jkt=1,1(A/mm2). Tiết diện kinh tế Tra bảng tiết diện tiêu chuẩn chọn dây dẫn AC-50 có Z0= 0,65 + j 0,368(W/km). Kiểm tra các tiêu chuẩn kỹ thuật. Tổn thất điện áp lớn nhất Ta có: P = S x cosj = 800 x 0,8 = 640 kW. Q = S x sinj = 800 x 0,6 = 480 kVAr. DUmax = Tổn thất cho phép: DU= 5%Uđm= 500V Vậy tổn thất trên là được DUmax =73,48V<500V Þ dây được chon đã đúng theo yêu cầu. Chọn dây từ MCCB đến các tủ điện: * Đường dây đến tủ A1 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi: Icp=160A; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 43,08 x 0,62 = 26,7 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ A2 Itt = → chọn cáp 3 lõi (k2=0,8;k1=0,95) Icp=940A; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảng:www.cadivi.vn.com) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 334,2 x 0,83 = 277,4 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ A3 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi: 3 G 50 Icp=160A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 33,6 x 0,62 = 20,8 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ A4 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi : 3 G 50 Icp=160A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,15km Q = Ptt x tgj = 33,6 x 0,62 = 20,8 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ B1 Itt = → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 70 Icp=197A ; *Kiểm tra hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,25km Q = Ptt x tgj = 47,7 x 0,62 = 29,6 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật). *Đường dây đến tủ B2 A → chọn cáp nhôm cách điện bằng PVC do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 70 Icp=197A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,2km Q = Ptt x tgj = 55,8 x 0,62 = 34,6 kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ B3 → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 95 Icp=234A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,25km Q = Ptt x tgj = 66,6 x 0,62 = 41,3kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) *Đường dây đến tủ C → chọn cáp nhôm cách điện bằng pvc do LENS chế tạo đặt trong nhà 3 lõi 3 G 16 Icp=87A ; *Kiểm tra tổn hao điện áp:( tra bảngPL.VII/300 GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN) ; chọn l=0,15km Q = Ptt x tgj = 14,35 x 0,75 = 10,76kVar Mà ; vậy →thỏa điều kiện độ tổn hao cho phép *Kiểm tra với cách kết hợp khí cụ điện bảo vệ CB: với K1=0,95 K2=0,8(bảng 2-58/656)(thỏa điều kiện kỷ thuật) CHƯƠNG V: KIỂM TRA NGẮN MẠCH CHO HỆ THỐNG Hình 2. Sơ đồ ngắn mạch các khu nhà Tra sổ tay với 2 máy biến áp có công suất 600kVA do công ty ABB chế tạo có thông số kỹ thuật. Sđm = 600kVA Uđm = 10/0,4kV P0 = 0,8kW PN = 5,7kW UN% = 4,5% = 2,6 + j11 (mW) Tổng trở ngắn mạch tại vị trí N1 ZN1 = ZBA = (mW) Ngắn mạch tai vị trí N1 IN1= == 20,4 kA *Tổng trở ngắn mạch ở các khu nhà Tổng trở thanh cái M(60 x 8) x0 = 0,12( mW) r0= 0,042(mW) ZTC = 0,042 +j 0,12 (mW) 1/Khu nhà A1 Tổng trở CB nhà A1 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z A1MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà A1 có đường dây dẫn PVC (3 x 50 – 1x 35) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,641(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,641 x 200 + j0,06 x200 = 128,2 + j12 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A1 Þ ZNA1 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA1MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (128,2 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 135 + j24,84 (mW) ZNA1 = = 137 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà A1 IN2= == 1,6 (kA) 2/Khu nhà A2 Nhà A2 có đường dây dẫn PVC (3 x 400 – 1x 200) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,047( W/km) r0= 0,024(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,024 x 200 + j0,047 x200 = 4,8 + j9,2 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A2 Þ ZNA2 = ZN1 + ZTC + ZD = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (4,8 + j9,2 ) = 7,4 + j20,3 ZNA2 = = 21,6(mW) Ngắn mạch tại vị trí nhà A2 IN3= == 10,7 (kA). 3/Khu nhà A3 Tổng trở CB nhà A3 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z A3MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà A3 có đường dây dẫn PVC (3 x 50 – 1x 35) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,641(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,641 x 200 + j0,06 x200 = 128,2 + j12 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A3 Þ ZNA3 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA3MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (128,2 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 135 + j24,84 (mW) ZNA3 = = 137 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà A3 IN4= == 1,6 (kA) 4/Khu nhà A4 Tổng trở CB nhà A4 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z A4MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà A4 có đường dây dẫn PVC (3 x 50 – 1x 35) , l = 150m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,641(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,641 x 150 + j0,06 x150 = 96,2 + j9 (mW) Tổng trở ngắn mạch nhà A4 Þ ZNA4 = ZN1 + ZTC + ZD + ZA4MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (96,2 + j9 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 103 + j21,8 (mW) ZNA4 = = 105,2 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà A4 IN5= == 2,2 (kA) 5/Khu nhà B1 Tổng trở CB nhà B1 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z B1MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà B1 có đường dây dẫn PVC (3 x 70 – 1x 35) , l = 250m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,443(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,443 x 250 + j0,06 x250 = 110,7 + j15(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà B1 Þ ZNB1 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB1MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (110,7 + j15 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 117,4 + j27,8 (mW) ZNB2 = =120,6 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà B1 IN6= == 1,9 (kA) 6/Khu nhà B2 Tổng trở MCB nhà B2 có 2MCB có I = 100 A Þ x = 0,86 ( mW) rtx= 0,75 (mW) r = 1,3(mW) Z B2MCB= (0,75+ 1,3) +j 0,86 = 2,05 + j 0,86 (mW). Nhà B2 có đường dây dẫn PVC (3 x 70 – 1x 35) , l = 200m Tra bảng ta có x0 = 0,06( W/km) r0= 0,443(W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,443 x 200 + j0,06 x200 = 88,6 + j12(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà B2 Þ ZNB2 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB2MCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (88,6 + j12 ) + 2x(2,05 + j 0,86) = 95,3 + j24,8 (mW) ZNB2 = = 98,5 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà B2 IN7= == 2,3 (kA) 7/Khu nhà B3 Tổng trở MCB nhà B3 có 2MCB có I = 140 A Þ x = 0,55 ( mW) rtx= 0,65 (mW) r = 0,74(mW) Z B3MCB= (0,74+ 0,65) +j 0,55 = 1,39 + j 0,55 (mW). Nhà B3 có đường dây dẫn PVC (3 x 95 – 1x 50) , l = 250m Tra bảng ta có x0 = 0,332 ( W/km) r0= 0,2 (W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 0,2 x 250 + j0,332 x250 = 50 + j83(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà B3 Þ ZNB3 = ZN1 + ZTC + ZD + ZB3MCB = (2,6 + j11.3 ) + (0,042 +j 0,12) + (50 + j83 ) + 2x(1,39 + j 0,55) = 55,4 + j95,22 (mW) ZNB3 = = 110,1 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà B3 IN8= == 2,1 (kA) 8/Khu nhà C Tổng trở MCB nhà C có 2MCB có I = 50 A Þ x = 2,7 ( mW) rtx= 1,3 (mW) r = 5,5(mW) Z CMCB= (1,3+ 5,5) +j 2,7= 6,8+ j 2,7 (mW). Nhà C có đường dây dẫn PVC (3 x 16 – 1x 10) , l = 150m Tra bảng ta có x0 = 1,91 ( W/km) r0= 0,06 (W/km) Þ ZD = r0 x l + jx0 x l = 1,91 x 150 + j0,06 x150 = 286,5 + j9(mW) Tổng trở ngắn mạch nhà C Þ ZNC = ZN1 + ZTC + ZD + ZCMCB = (2,6 + j11,3 ) + (0,042 +j 0,12) + (286,5 + j9 ) + 2x(6,8 + j 2,7) = 302,7 + j25,52 (mW) ZNC = = 303,7 (mW). Ngắn mạch tại vị trí nhà C IN9= == 0,8 (kA) → So sánh các kết quả tính toán ngắn mạch với phương pháp lựu chọn CB,khí cụ điện ở mục IV ta thấy tất cả khí cụ điện đều hợp lý. CHƯƠNG VI: TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG Tổn thất công suất trên đường dây * Tổn thất công suất trên đường dây A1 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước: Qtt= 26,7 kVar. Ptt = 43,08 kW. Tra bảng ta có l= 0,2km r0 = 0,641(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZA1= r0.l +jx0.l = 0,641.0,2+j0,06.0,2 = 0,128 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây A1 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 2054+j192 (VA). *Tổn thất điện năng trên dây A1 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,641.0,2 = 0,128(W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA1 = DPA1.t = 2054.3411 = 7006 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây A2 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 277,4 kVar. Ptt = 344,2 kW. Tra bảng ta có l= 0,2km r0 = 0,047(W/km). x0 = 0,024(W/km). ZA2= r0.l +jx0.l = 0,047.0,2+j0,024.0,2 = 0,0094 +j0,0048(W). Tổn thất công suất trên đường dây A2 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 11082+j5659 (VA). *Tổn thất điện năng trên dây A2 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,047.0,2 = 0,0094 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA2 = DPA2.t = 11082.3411 = 37800 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây A3 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 20,8 kVar. Ptt = 33,6 kW. Tra bảng ta có l= 0,2km r0 = 0,641(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZA3= r0.l +jx0.l = 0,641.0,2+j0,06.0,2 = 0,128 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây A3 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 1249+j117,1(VA). *Tổn thất điện năng trên dây A3 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,641.0,2 = 0,128 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA3 = DPA3.t = 1249.3411 = 4260 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây A4 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 20,8 kVar. Ptt = 33,6 kW. Tra bảng ta có l= 0,15km r0 = 0,641(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZA4= r0.l +jx0.l = 0,641.0,15+j0,06.0,15 = 0,096 +j0,009(W). Tổn thất công suất trên đường dây A4 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 937+j87,8(VA). *Tổn thất điện năng trên dây A4 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,641.0,15 = 0,096 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAA4 = DPA4.t = 937.3411 = 3196 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây B1 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 29,6kVar. Ptt = 47,7 kW. Tra bảng ta có l= 0,25km r0 = 0,443(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 0,443.0,25+j0,06.0,25 = 0,11 +j0,015(W). Tổn thất công suất trên đường dây B1 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 2166+j295,4(VA). *Tổn thất điện năng trên dây B1 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,443.0,25 = 0,11 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB1 = DPB1.t = 2166.3411 = 7388 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây B2 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 34,6kVar. Ptt = 55,8 kW. Tra bảng ta có l= 0,20km r0 = 0,443(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 0,443.0,20+j0,06.0,20 = 0,088 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây B2 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 2370+j323,3(VA). *Tổn thất điện năng trên dây B2 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,443.0,20 = 0,088 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB2 = DPB2.t = 2370.3411 = 8084 (kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây B3 Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 41,3kVar. Ptt = 66,6 kW. Tra bảng ta có l= 0,25km r0 = 0,320(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 0,320.0,25+j0,06.0,25 = 0,08 +j0,012(W). Tổn thất công suất trên đường dây B3 là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 3070+j460,6(VA). *Tổn thất điện năng trên dây B3 Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 0,320.0,25 = 0,08 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB3 = DPB3.t = 3070.3411 = 10471(kWh). * Tổn thất công suất trên đường dây C Ta có các thông số sau do tính từ phía trước. Qtt= 10,76kVar. Ptt = 14,35 kW. Tra bảng ta có l= 0,15km r0 = 1,91(W/km). x0 = 0,06(W/km). ZB1= r0.l +jx0.l = 1,91.0,15+j0,06.0,15 = 0,286 +j0,009(W). Tổn thất công suất trên đường dây C là một đại lượng phức. DS = DP + jDQ Tổn thất được xác định biểu thức sau bởi vì phụ tải tập trung ở cuối đường dây. = 575+j18,09(VA). *Tổn thất điện năng trên dây C Với Tmax=5000(h). R0= r0.l = 1,91.0,15 = 0,286 (W). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây. DAB3 = DPB3.t = 575.3411 = 1961(kWh). Tổn thất công suất trên máy biến áp: SPt = 796kVA Sđm = 800kVA Uđm = 10/0,4kV P0 = 1,4kW PN = 10,5kW I0% = 1,5 UN% = 5,5% Tổn hao công suất phản kháng khi không tải. . Tổn hao công suất phản kháng khi ngắn mạch. . Þ Tổn hao công suất tác dụng trong máy biến áp. DPt = D P0 +D PN.= 1,4 + 10,5(796/800)2 = 11,8 (kW). Þ Tổn hao công suất phản kháng trong máy biến áp. DQt = D Q0 +D QN.= 12 + 44(796/800)2 = 55,6(kVar) Þ Tổn hao công suất trong máy biến áp. *Tổn thất điện năng trên máy biến áp. Với Tmax=5000(h). Từ Tmax = 5000(h) tính được trị số t theo t = (0,124+10 -4.Tmax)2.8760 = (0,124+10 -4.5000)2.8760 =3411(h). Tổn thất điện năng trong máy biến áp được xác định theo công thức DA = n.DPo.t+ ..DPn.t = 1,4.8760 + 10,5(796/800)2.3411 = 47722 (kWh). CHƯƠNG VII: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT Chống sét: Khu viên trường có chiều dài 120m, chiều rộng 70m, cao 20m, đặt cột chống sét nơi khu nhà 5 tầng. Đây là khu viên trường có diện tích lớn rộng lớn nên ta chống sét theo kiểu hiện đại ,dùng kim thu ESE. Theo tiêu chuẩn NFC 17-102 sử dụng kim thu sét ESE ,có thời gian phóng điện sớm DT= 50ms, đặt giữa tòa nhà trên cột đỡ có chiều cao 4m. Chọn mức bảo vệ 2, tương ứng với D= 45m và I = 10kA Độ lợi khoảng cách: DL = 106*DT = 106*50ms = 50m. Bán kính bảo vệ của kim ESE: Nhận thấy,vùng bảo vệ bao trùm toàn bộ khu viên trường và việc chọn kim ESE nêu trên là thích hợp. Dây thoát sét được sử dụng là cáp đồng trần tiết diện 50mm2. Để đảm bảo an toàn cho người, 3m cáp tính từ mặt đất được bọc ống PVC. Hệ thống nối đất trong trường hợp này, do không đòi hỏi nhiều dây dẫn xuống như trường hợp kim Franlin, bao gồm hệ thống 4 cọc dài L = 3m, cọc L 60 x 60 x 6 có chiều dài cọc 3m, chôn cách nhau 6m. Sử dụng nối đất đóng cọc theo vòng. Giả xử điện trở suất đất r = 0,4*104(Wcm). Hệ số K (tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đối với điện cực thẳng đứng. Chôn sâu 0,8m. Điện trở khuếch tán của một cọc là: = 15,9 (W). Ở đây dđẳng trị = 0,95b = 0,95*0,06. Các cọc được đóng thanh dãy, cách nhau a = 2l = 6m( vì a/l = 2), tra bảng ta được ,hđ = 0,78. Với số cọc n = 4, hc = 0,78 ( Bảng 10-3, cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú). Điện trở của hệ thống 4 cọc: . Thanh nối dùng dây đồng trần tiết diện 50mm2, d = 8mm, chiều dài thanh nối tính đến cột điện gần bằng 24m (l = 2400cm) và được chôn sâu 0,8m= 80cm. Các cọc được đóng thanh dãy, cách nhau a = 2l = 6m( vì a/l = 2), tra bảng ta được , hng = 0,55. Điện trở khuếch tán của thanh ngang . Điện trở nối đất của trang bị nối đất . Þ R = 3,4W< 30W ( đạt yêu cầu). Nối đất: * Nối đất trạm biến áp: Khu chu vi trạm biến áp có chiều dài 6m,chiều rộng 5m, giả xử đây là đất vườn ruộng có r = 0,4*104(Wcm). Hệ số K ( tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đối với điện cực thẳng đứng. Dự định thiết kế hệ thống nối đất cho trạm máy biến áp bằng một mạch vòng kín bao quanh trạm, gồm 6 cọc dùng thép góc L 60 x 60 x 6 và thanh nối là thép dẹt 40 x 4 mm, chiều dài cọc l = 2,5m, chôn cách nhau 2,5m. Chôn sâu 0,8m. Xem hình 3. Hình 3. Mặt bằng trạm biến áp Điện trở khuếch tán của một cọc là: = 17,7 (W). Ở đây dđẳng trị = 0,95b = 0,95*0,06. Với số cọc n = 6 , tỷ số a/l = 2,5/2,5 = 1, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hđ = 0,62. Điện trở khuếch tán của cả năm cọc là: . Mạch vòng sẽ đi bên trong tường rào trạm có chu vi l = 2(a+b) = 2(4+ 5) = 18m và thép dẹt chôn sâu 0,8m. Ta có K = 2. . Với số cọc n = 6 , tỷ số a/l = 2,5/2,5 = 1, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hng = 0,4. Điện trở khuếch tán của thanh ngang . Điện trở nối đất của trang bị nối đất <4W Þ Do vậy số cọc chọn 6 cọc là phù hợp. * Nối đất cho các khu nhà: * Khu nhà A1, A2, A3,A4, B1, nhà xe GV: tất cả đều có chung diện tích có chiều dài 20m, chiều rộng 10m. Giả xử điện trở suất đất r = 0,4*104(Wcm), Km = 1,4 Từ những yếu tố trên ta sử dụng cọc thép bọc đồng chiều dài Lc = 3m, đường kính 16mm, đặt dọc theo chu vi của khu nhà, cách khu nhà 2m. Các cọc bố trí cách nhau 6m theo chiều dọc và 14m theo chiều rộng, được đóng theo mạch vòng . Số cọc sử dụng là 10 cọc. Các cọc được liên kết với nhau bằng cáp đồng trần tiết diện 50mm2. Cáp và cọc đặt ở độ chôn sâu h = 0,8m so với mặt đất. Điện trở suất tính toán: rtt = Km*r = 1,4*40 = 56Wm. Điện trở nối đất của một cọc: Với số cọc n =10 , tỷ số a/l = 6/3 = 2, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú. Ta được hc = 0,69. Điện trở của hệ thống 10 cọc: . Đường kính cáp đồng trần tiết diện 50mm2,d = 8mm. Điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc với tổng chiều dài : Lt = 24*2+14*2 = 76m. Chôn sâu 0,8m so với mặt đất. Tra bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, tìm được hệ số sử dụng thanh (dây) hth = 0,4, điện trở nối đất của dây cáp đồng nối các cọc khi xét đến hệ số sử dụng thanh (dây) nối dãy. Điện trở nối đất của toàn hệ thống: <4W. Þ Do vậy số cọc chọn 10 cọc là phù hợp. * Khu nhà B2, B3, nhà ăn- căn tin, nhà xe : tất cả đều có chung diện tích có chiều dài 30m, chiều rộng 10m. Giả xử điện trở suất đất r = 0,4*104(Wcm), Km = 1,4. Hệ số K ( tăng cao) là: K = 2, đối với thanh nằm ngang và K = 1,5, đối với điện cực thẳng đứng. Sử dụng cọc thép góc L 60 x 60 x 6, chiều dài l = 2,5m, đặt vòng theo chu vi của khu nhà, cách mép khu nhà 2,5m. Các cọc được cách nhau 5m. Số cọc sử dụng 20 cọc. Các cọc chôn sâu 0,8m. Điện trở khuếch tán của một cọc là: Với K = 1,5 = 18,3 (W). Ở đây dđẳng trị = 0,95b = 0,95*0,06. Với số cọc n = 20 , tỷ số a/l = 5/2,5 = 2, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hđ = 0,64. Điện trở khuếch tán của cả 20 cọc là: . Thanh nối dùng thép tròn có đường kính 8mm, chiều dài thanh nối tính đến cột điện gần : l = 35*2+15*2 = 100m ( l =10000cm) và chôn sâu 0,8m = 80cm. Điện trở khuếch tán của thanh nối nằm ngang. Ta có K = 2. . Với số cọc n = 20 , tỷ số a/l = 5/2,5 = 2, từ bảng 10-3 cung cấp điện, Nguyễn Xuân Phú, ta được ,hng = 0,32. Điện trở khuếch tán của thanh ngang .