1
BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001:2008
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÃ LÂM ĐỘNG
HUYỆN THUỶ NGUYÊN-HP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
HẢI PHÕNG-2015
2
BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001:2008
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÃ LÂM ĐỘNG
HUYỆN THUỶ NGUYÊN-HP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên: Nguyễn Văn Tiếp
Người hướng dẫn: Th.S Đỗ Thị Hồng Lý
HẢI PHÕNG-2015
3
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÖC
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên : Nguyễn Văn Tiếp – mã SV: 1313102001
Lớp : ĐCL701- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp.
Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho xã Lâm Động- Thuỷ
Nguyên -HP
4
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về
lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp:………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
5
CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ 1.
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hướng dẫn :
Đỗ Thị Hồng Lý
Thạc sĩ
Trường Đại học dân lập Hải Phòng
Toàn bộ đồ án
Người hướng dẫn thứ 2.
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hướng dẫn :
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày……tháng…..năm 2015.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày……tháng……năm 2015.
Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N.
Sinh viên
Nguyễn Văn Tiếp
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Cán bộ hướng dẫn ĐT.T.N
Th.S Đỗ Thị Hồng Lý
Hải Phòng, ngày……tháng…….năm 2015
HIỆU TRƢỞNG
GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ
6
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng,
chất lượng các bản vẽ…)
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày…..tháng……năm 2015
Cán bộ hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
7
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……tháng…….năm 2015
Người chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
8
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình phát triển con người đã phát minh ra và sử dụng nhiều
dạng năng lượng khác nhau để phục vụ cho các nhu cầu tất yếu của mình và
cho toàn xã hội. Trong các dạng năng lượng đó thì điện năng là dạng năng
lượng quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi nhất.
Bên cạnh những ưu điểm nổi bật như: dễ dàng biến đổi từ dạng năng
lượng này sang dạng năng lượng khác (nhiệt năng, cơ năng, hóa năng…), dễ
truyền tải và phân phối… điện năng còn có nhưng đặc điểm đặc biệt khác với
những nguồn năng lượng khác. Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình
điện từ, nó xảy ra rất nhanh, nói chung thì điện năng không tích trữ được vì
vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện cần có sự cân bằng.
Ngày nay, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất điện năng giữ
một vai trò đặc biệt quan trọng vì nó làm thỏa mãn những nhu cầu phát triển,
phục vụ cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt hàng ngày đang
tăng trưởng không ngừng.
Do đó, để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần phải có biện pháp nâng
cấp sửa chữa nguồn điện cũ, xây dựng nguồn điện mới, cải tạo các đường dây
cấp điện. Trước những yêu cầu thực tiễn khách quan trên, đề tài tốt nghiệp “
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xã Lâm Động “ do Thạc sĩ Đỗ Thị
Hồng Lý đã được thực hiện.
Đề tài gồm các nội dung sau:
Chương 1. Giới thiệu chung về xã Lâm Động.
Chương 2. Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện cho xã Lâm Động.
Chương 3. Chống sét và nối đất.
9
CHƢƠNG 1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÃ LÂM ĐỘNG
1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ CỦA XÃ.
Vị trí địa lý và địa giới hiện tại.
Xã Lâm Động nằm ở phía Nam huyện Thuỷ Nguyên, thành phố Hải
Phòng, phía Bắc giáp xã Thiên Hương, phía Đông giáp xã Hoa Động, phía
nam giáp sông Cấm, phía Tây giáp xã Hoàng Động. Hiện xã có 4 thôn: thôn
Đền, thôn Hầu, thôn Đông, thôn Xú.
Là một trong những xã nhỏ của huyện Thuỷ Nguyên, Lâm Động có
diện tích tự nhiên là 4,02 km2. Dân số toàn xã là 4.500 người, mật độ dân số
trên 1100 người/km2. Vùng đất Lâm Động xa xưa là bãi biển, dần dần được
bồi lắng, kiến tạo bởi phù xa chi lưu sông Thái Bình. Dạng địa hình của xã
Lâm Động là đồng bằng ven sông, đây là vùng đồng bằng mới được bồi tụ
nên ở đây chủ yếu là đất nông nghiệp trồng lúa nước.
Khí hậu
Khí hậu xã Lâm Động mang tính chất nhiệt đới nóng ẩm. Tính chất
nhiệt đới nóng ẩm tạo điều kiện sản xuất nhiều vụ trong năm, cây cối phát
triển tốt luôn luôn tươi xanh. Hoàn lưu gió mùa Đông Nam Á đã phân hoá
nhiệt độ và mưa tại Lâm Động thành 2 mùa chủ yếu. Điều kiện gần núi và gần
biển làm cho khí hậu thường chị ảnh hưởng của dông, bão, đặc biệt là hình
thành dông, lốc, mưa đá, nhiều nhất là vào tháng 4 đến tháng 7.
Kinh tế xã hội.
Lâm Động là xã có bề dầy lịch sử , đầu tranh giữ nước, giữ làng, lao
động dựng xây, chống thiên tai giặc giã để bảo vệ và phát triển nên đã được
nhà nước công nhận là xã anh hùng, được Đảng và Nhà nước quan tâm, đầu
tư nhiều cơ sở hạ tầng thiết yếu phục vụ cho nhân dân như: đường xá, trường
học, trạm xá và hệ thống lưới điện.
10
Tuy là một xã thuần nông nhưng trong những năm gần đây cùng với
sự phát triển của cả nước Lâm Động cũng đạt tốc độ tăng trưởng cao, số hộ
giàu tăng nhanh, đời sống bà con được nâng lên rõ rệt, vì vậy nhu cầu dùng
điện là rất lớn.
1.2 NHU CẦU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA XÃ.
Khi đời sống sinh hoạt của người dân ngày càng được nâng cao thì
nhu cầu dùng điện của các hộ gia đình ngày càng lớn, vậy việc thiết kế tính
toán cung cấp điện cho xã là cần thiết nhằm nâng cao chất lượng điện cũng
như độ an toàn của lưới điện phục vụ chính cho việc sinh hoạt của nhân dân
cũng như việc tưới tiêu phục vụ mùa màng.
Phụ tải điện là số liệu đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán thiết kế
hệ thống cung cấp điện. Xác định phụ tải điện quá lớn so với thực tế sẽ dẫn
đến chọn thiết bị điện quá lớn làm tăng vốn đầu tư. Xác định phụ tải điện quá
nhỏ sẽ bị quá tải gây cháy nổ hư hại công trình, làm mất điện. Xác định chính
xác phụ tải điện là việc làm khó, phụ tải cần xác định trong giai đoạn tính toán
thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi là phụ tải tính toán .
1.3 THỐNG KE PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA XÃ.
Lâm Động là một xã nông nghiệp nằm ven đô thành phố Hải Phòng ,
nhu cầu sử dụng điện ở xã không cao vì đa số là các gia đình thuần nông.
Điện chủ yếu phục vụ cho sinh hoạt của nhân dân và một số cơ sở như
trường học, trạm xá, Ủy ban nhân dân xã, trạm bơm, máy xay xát và xưởng
cơ khí nhỏ.
Là một trong những xã nhỏ của huyện Thuỷ Nguyên, Lâm Động có
diện tích tự nhiên là 4,02 km2, được chia làm 4 thôn với dân số khoảng 4.500
người, 1.100 hộ. Các hộ tập chung chủ yếu gần đương liên thôn,liên xã.
11
Trạm E2.11
Lộ 973
1
Đường liên xã
2
4
A Đường liên xã
3
5
Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng xã Lâm Động.
1 . Thôn Xú
2 . Thôn Đông
3 . Thôn Đền
4. Thôn Hầu
5. Ủy ban nhân dân xã
A. Trung tâm xã
12
Bảng 1.1.Thống kê phụ tải điện xã Lâm Động.
STT
Tên các phụ tải
Số liệu
Đặc điểm
1
Thôn Đông
300 hộ
Thuần nông
2
Thôn Đền
310 hộ
Thuần nông
3
Thôn Hầu
220 hộ
Thuần nông
4
Thôn Xú
270 hộ
Thuần nông
5
Trường học
3
Quạt và chiếu sáng
6
Trạm xá
1
Quạt và chiếu sáng
7
Trạm bơm
2
Tưới tiêu
8
UBND xã
1
Quạt và chiếu sáng
9
Xưởng cơ khí nhỏ
2
10
Nhà xay xát
4
13
CHƢƠNG 2.
LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN
XÃ LÂM ĐỘNG.
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
2.1.1 Hệ thống điện và lƣới điện.
Hệ thống điện bao gồm: nguồn điện, truyền tải điện và tiêu thụ điện.
Nguồn điện là các nhà máy điện (nhiệt điện, thuỷ điện, điện nguyên tử
và các trạm phát điện (diêzen, điện gió, điện mặt trời …). Tiêu thụ điện gồm
tất cả các đối tượng sử dụng điện năng trong các lĩnh vực kinh tế và đời sống:
công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải , thương mại, dịch
vụ, phục vụ sinh hoạt…
Để truyền tải điện từ nguồn phát đến các hộ tiêu thụ người ta sử dụng
lưới điện. Lưới điện bao gồm đường dây tải điện và trạm biến áp. Lưới điện
nước ta hiện có nhiều mức điện áp: 0,4(kV), 6(kV), 10(kV), 22(kV), 35(kV),
110(kV), 220(kV) và 500(kV). Một số chuyên gia cho rằng trong tương lai
lưới điện Việt Nam chỉ nên tồn tại 5 cấp điện áp: 0,4(kV), 22(kV), 110(kV),
220(kV), 500(kV).
Có nhiều cách phân loại lưới điện:
Căn cứ vào trị số của điện áp, chia ra lưới siêu cao áp 500(kV), lưới
cao áp 220(kV), 110(kV), lưới trung áp 35(kV), 22(kV), 10(kV), 6(kV), lưới
hạ áp 0,4(kV).
Căn cứ vào nhiệm vụ, chia ra lưới cung cấp 500(kV), 220(kV),
110(kV) lưới phân phối 35(kV), 22(kV), 10(kV), 6(kV), 0,4(kV).
Ngoài ra còn nhiều cách chia khác ví dụ như căn cứ vào phạm vị cấp
điện, chia ra lưới khu vực, lưới địa phương; căn cứ vào số pha, chia ra lưới 1
pha, 2 pha, 3 pha; căn cứ vào đối tượng cấp điện, chia ra lưới công nghiệp,
lưới nông nghiệp, lưới đô thị …
14
2.1.2 Những yêu cầu đối với phƣơng án cung cấp điện
Bất kỳ một phương án cung cấp điện nào cũng phải thoả mãn 4 yêu
cầu cơ bản sau:
* Độ tin cậy cung cấp điện: đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện
tuỷ thuộc vào tính chất của hộ dùng điện:
Hộ loại 1: Là những hộ rất quan trọng không được để mất điện, nếu
xảy ra mất điện sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng. Làm mất an ninh chính trị,
mất trật tự xã hội . Đó là sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn,
các đại sứ quán, nhà ga, bến xe, trục giao thông chính trong thành phố.Làm
thiệt hại lớn đến nền kinh tế quốc dân. Đó là khu công nghiệp, khu chế xuất,
dầu khí, luyện kim, nhà máy cơ khí lớn, trạm bơm nông nghiệp lớn… Những
hộ này đóng vai trò lớn trong nền kinh tế quốc dân hoặc có giá trị xuất khẩu
cao đem lại nhiều ngoại tệ cho đất nước. Làm nguy hại đến tính mạng con
người.
Hộ loại 2: Bao gồm các xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng và thương
mại, dịch vụ. Với những hộ này nếu mất điện sẽ bị thua thiệt về kinh tế như
dãn công, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp đồng cung cấp nguyên liệu
hoặc sản phẩm cho khách hàng, làm giảm sút doanh số và lãi xuất…
Hộ loại 3: Là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời
khi cần thiết. Đó là hộ ánh sáng đô thị và nông thôn.
Cách phân loại hộ dùng điện như trên chỉ là tạm thời, chỉ thích hợp với
giai đoạn nền kinh tế còn thấp kém, khi kinh tế phát triển đến mức nào đó thì
tất cả các hộ dùng điện sẽ là loại 1, được cấp điện liên tục.
* Chất lượng điện: được thể hiện ở hai chỉ tiêu: tần số (f) và điện áp
(U). Một phương án cấp điện có chất lượng tốt là phương án đảm bảo trị số
tần số và điện áp nằm trong giới hạn cho phép. Cơ quan trung tâm điều độ
Quốc gia chịu trách nhiệm điều chỉnh tần số chung cho hệ thống điện. Việc
15
đảm bảo điện áp tại mọi điểm nút trên lưới trung áp và hạ áp nằm trong phạm
vi cho phép là nhiệm vụ của kỹ sư thiết kế và vận hành lưới cung cấp điện.
Để đảm bảo cho các thiết bị dùng điện (động cơ, đèn, quạt, tủ lạnh, ti
vi…) làm việc bình thường yêu cầu điện áp đặt vào cực các thiết bị dùng điện
không được chênh lệch quá 5% so với trị số điện áp định mức. Độ chênh lệch
điện áp so với trị số định mức gọi là độ lệch điện áp, ký hiệu là U
U = U – Uđm
Yêu cầu U
5%Uđm
* Kinh tế: thể hiện qua hai chỉ tiêu vốn đầu tư và phí tổn vận hành.
Vốn đầu tư một công trình điện bao gồm tiền mua vật tư, thiết bị, tiền
vận chuyển, tiền thí nghiệm, thử nghiệm, tiền mua đất đai, đền bù hoa màu,
tiền khảo sát thiết kế , tiền lắp đặt, nghiệm thu.
Phí tổn vận hành bao gồm các khoản tiền phải chi phí trong quá trình
vận hành công trình điện: tiền lương cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật, công
nhân vận hành, tiền bảo dưỡng định kỳ, tiền sửa chữa, trung đại tu, tiền thử
nghiệm, thí nghiệm, tiền tổn thất điện năng trên công trình điện.
Thường thì hai khoản kinh phí này luôn mâu thuẫn nhau, nếu vốn đầu
tư lớn thì phí tổn vận hành nhỏ và ngược lại. Phương án cấp điện tổi ưu là
phương án tổng hoà hai đại lượng trên, đó là phương án có chi phí tính toán
hàng năm nhỏ nhất.
* An toàn:
Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao, an toàn cho
người vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn
bộ công trình. Người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác , chọn dùng đúng
các thiết bị và khí cụ điện còn phải nắm vững những quy định về an toàn, hiểu
rõ môi trường lắp đặt hệ thống cấp điện và những đặc điểm của đối tượng cấp
điện. Khâu lắp đặt có ý nghĩa hết sức quan trọng làm nâng cao hay hạ thấp
tính an toàn của hệ thống cấp điện, khâu này dễ bị làm ẩu, làm sai khác với
thiết kế và không tuân thủ triệt để các quy định về an toàn. Cuối cùng là
16
những cán bộ kỹ thuật quản lý vận hành hệ thống cấp điện và người sử dụng
điện đều phải có ý thức chấp hành tuyệt đối những quy trình, qui tắc vận hành
và sử dụng điện an toàn.
2.2. C¸c ph-¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i ®iÖn.
2.1.1. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo suÊt tiªu hao n¨ng l-îng.
NÕu phô t¶i ®iÖn kh«ng thay ®æi hoÆc thay ®æi Ýt theo thêi gian th×
c«ng suÊt tÝnh to¸n cã thÓ lÊy b»ng c«ng suÊt trung b×nh vµ ®- îc x¸c ®Þnh theo
biÓu thøc:
Ptt = Ptb =
T
d
M.
Trong ®ã:
M: Khèi l- îng s¶n phÈm ®- îc s¶n xuÊt ra trong thêi gian T.
d: §Þnh møc tiªu thô ®iÖn n¨ng cña mét s¶n phÈm, kWh/®vsp.
NÕu phô t¶i thay ®æi theo thêi gian th× :
Ptt = KM. Ptb
Trong quy ho¹ch s¬ bé c«ng suÊt tÝnh to¸n cã thÓ x¸c ®Þnh theo mËt
®éng phô t¶i trªn mét km2 diÖn tÝch .
Ptt = .F (kW)
Trong ®ã:
: MËt ®é phô t¶i, kW/km2
F: DiÖn tÝch vïng quy ho¹ch, km2
Phô t¶i chiÕu s¸ng vµ dÞch vô c«ng céng còng cã thÓ ®- îc x¸c ®Þnh
theo ph- ¬ng ph¸p nµy:
Ptt = po.Fcs (kW)
Trong ®ã:
Po: SuÊt tiªu hao c«ng suÊt trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch chiÕu s¸ng.
Fcs: DiÖn tÝch cña bÒ mÆt chiÕu s¸ng.
2.1.2. X¸c ®Þnh phô t¶i theo hÖ sè ®ång thêi.
HÖ sè ®ång thêi thÓ hiÖn tÝnh chÊt lµm viÖc ®ång thêi cña c¸c phô t¶i.
Theo ph- ¬ng ph¸p nµy c«ng suÊt tÝnh to¸n ®- îc x¸c ®Þnh ®- a vµo c«ng suÊt
lín nhÊt t¹i c¸c thêi ®iÓm cùc ®¹i.
17
C«ng suÊt tÝnh to¸n lµ gi¸ trÞ lín nhÊt trong c¸c gi¸ trÞ c«ng suÊt ë c¸c
thêi ®iÓm cùc ®¹i. Th«ng th- êng ta chän 2 thêi ®iÓm: cùc ®¹i ngµy vµ cùc ®¹i
®ªm, lóc ®ã:
Ptt = max
n
ni
dk
d
n
ni
dk
n
P
k
P
k
kn
dt, kd
dt – hÖ sè ®ång thêi t¹i c¸c thêi ®iÓm cùc ®¹i ngµy vµ cùc ®¹i
®ªm, x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
ki
dt = pi + 1,5
hd
i
i
n
p
p
)
1
.(
Ph- ¬ng ph¸p hÖ sè ®ång thêi th- êng ®- îc ¸p dông thuËn tiÖn cho c¸c
nhãm tiªu thô ®iÖn c«ng suÊt lín kÐm nhau kh«ng qu¸ 4 lÇn. Trong thùc tÕ
ph- ¬ng ph¸p nµy th- êng ®- îc ¸p dông víi phô t¶i sinh ho¹t.
2.1.3. Ph-¬ng ph¸p hÖ sè nhu cÇu.
Phô t¶i tÝnh to¸n cña nhãm thiÕt bÞ cã cïng chÕ ®é lµm viÖc ®- îc tÝnh
theo biÓu thøc:
Ptt = knc
n
ni
P
HÖ sè nhu cÇu x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
knc = ksd +
hd
sd
n
k
1
vµ hÖ sè hiÖu dông tæng hîp ksd ®- îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
ksd =
n
i
ni
n
i
ni
p
p
1
1
sd
k
.
Sè l- îng hiÖu dông ®- îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
nhd =
ni
ni
P
P
2
2
)
(
Gäi k lµ tû sè gi÷a c«ng suÊt cña thô ®iÖn lín nhÊt vµ thô ®iÖn nhá nhÊt
trong nhãm:
k =
min
max
P
P
NÕu sè l- îng thô ®iÖn n>4 vµ gi¸ trÞ cña k nhá h¬n c¸c gi¸ trÞ ko cho
trong b¶ng 2.pl.BT, øng víi hÖ sè sö dông tæng hîp, th× cã thÓ lÊy gi¸ trÞ nhq =
n.
18
Trong tr- êng hîp ksd < 0,2 th× gi¸ trÞ nhd ®- îc x¸c ®Þnh theo mét
ph- ¬ng ph¸p riªng nh- sau:
- Ph©n riªng c¸c thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín h¬n mét phÇn hai c«ng suÊt
cña thiÕt bÞ lín nhÊt trong nhãm.
Pi
2
M
P
- X¸c ®Þnh sè l- îng ni cña nhãm nµy.
- X¸c ®Þnh tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña nhãm ni thiÕt bÞ.
- T×m c¸c gi¸ trÞ t- ¬ng ®èi
n* =
n
n1 vµ P* =
n
i
ni
ni
i
ni
P
P
1
1
- X¸c ®Þnh gi¸ trÞ t- ¬ng ®èi nhq theo biÓu thøc
n*
hq =
2
*
2
*
)
1
(
95
,
0
P
P
- X¸c ®Þnh sè l- îng hiÖu dông
nhd = nhd . n
2.1.4. Ph-¬ng ph¸p hÖ sè cùc ®¹i.
C«ng suÊt tÝnh to¸n x¸c ®Þnh theo hÖ sè cùc ®¹i
Ptt = PM = kM Ptb = ksd ksd
n
i
tti
P
1
HÖ sè cùc ®¹i ksd ®- îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
ksd = 1+ 1,3
2
.
n
k
1
hq
sd
sd
k
2.3. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN XÃ LÂM ĐỘNG.
2.3.1 Phụ tải điện sinh hoạt.
Đây là phụ tải điện của các hộ gia đình ở nông thôn, các gia đình có
mức sống trung bình và không chênh lệch nhau lắm.
Để phục vụ sinh hoạt các hộ thường dùng nhiều loại thiết bị điện gia
dụng khác nhau như: Đèn, quạt, ti vi, bàn là...
19
Bảng 2.1: Thống kê các thiết bị điện trong hộ gia đình .
TT
Tên thiết bị
Số
lượng
P
(W)
t
(h)
Pn
(W)
1
Đèn sợi đốt
1
75
2
150
2
Đèn ống dài
3
40
3
120
3
Đèn ống ngắn
2
20
3
60
4
Quạt bàn
4
60
4
240
5
Quạt trần
1
100
2
200
6
Tivi
1
90
7
630
7
Bơm nước
1
250
0,5
125
8
Nồi cơm điện
1
650
1
650
9
Bàn là
1
1000
0,1
100
N=15
2275
Trong đó:
P: là công suất định mức của thiết bị.
t: thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày.
Pn: công suất trung bình của các thiết bị sử dụng trong 1 ngày
(Đối với bàn là chỉ sử dụng 5 ngày 1 lần, mỗi lần 60 phút, mỗi
ngày 6 phút bằng 0,1 giờ)
Vậy công suất tiêu thụ trung bình của mỗi hộ gia đình.
15
2275 = 1500 (W) = 1,5 (kW)
Trong tính toán cung cấp điện thường lấy hệ số công suất chung là
cos=0,85 => tg = 0,527.
2.3.1.1 Phụ tải tính toán của thôn Đông
Áp dụng công thức
Ptt = Po.H
(2.1)
Qtt = Ptt.tg
(2.2)
Trong đó:
20
H: là số hộ dân.
Po: Suất phụ tải tính toán cho 1 hộ = 1,5 (kW).
Thay số vào công thức (2.1) ta có:
PĐông = 1,5 x 300 = 450 (kW)
Thay số vào công thức (2.2) ta có:
QĐông = 450 x 0,527 = 237 (kVAr)
2.3.1.2. Phụ tải tính toán của thôn Đền
Tương tự như thôn Đông
Thay số vào công thức (2.1) ta có:
PĐền = 1,5 x 310 = 465 (kW)
Thay số vào công thức (2.2) ta có:
QĐền = 465 x 0,527 = 245 (kVAr)
2.3.1.3 Phụ tải tính toán của thôn Hầu
Tương tự như thôn Đông
Thay số vào công thức (2.1) ta có:
PHầu = 1,5 x 220 = 330 (kW)
Thay số vào công thức (2.2) ta có:
QHầu = 330 x 0,527 = 174 (kVAr)
2.3.1.4. Phụ tải tính toán của thôn Xú
Tương tự như thôn Đông
Thay số vào công thức (2.1) ta có:
PXú = 1,5 x 270 = 405 (kW)
Thay số vào công thức (2.2) ta có:
QXú = 405 x 0,527 = 213 (kVAr)
2.3.2 Phụ tải điện trường học.
Xã Lâm Động có 3 trường học: Trường THCS, trường Tiều học,
trường Mầm non. Với các trường điện chỉ để dùng chiếu sáng và quạt mát vì
thế phụ tải điện được xác định theo diện tích.
21
Để thiết kế cung cấp điện cho trường cần xác định phụ tải điện cho
từng phòng học, tầng học, cả nhà vào toàn trường.
Phụ tải điện của một phòng học được xác định theo công thức:
PP = Po . S
(2.3)
Trong đó:
S: Diện tích phòng học (m2)
Một phòng học của trường thường có diện tích là 80 (m2)
Po: Suất phụ tải trên đơn vị diện tích, Po = 15 – 20 (W/m2)
QP = PP . tg
(2.4)
Hệ số công suất cos = 0,8 => tg = 0,75
2.3.2.1. Phụ tải tính toán trường THCS:
Trường THCS của xã bao gồm 2 nhà 2 tầng mỗi tầng 4 phòng mỗi
phòng có diện tích 80 m2. Khu nhà thường trực, Hiệu trưởng, phòng họp giáo
viên, hội trường, phòng thí nghiệm… có tổng diện tích là 200 (m2).
Thay số vào công thức (2.3) ta có:
PP = 20 x 80 = 1.600W = 1,6 (kW)
Phụ tải tầng gồm 4 phòng học giống nhau:
Pt = 4 x 1,6 = 6,4 (kW)
Phụ tải cả nhà học 2 tầng:
PN = 6,4 x 2 = 12,8 (kW)
Phụ tải của 2 nhà 2 tầng trường THCS
P2t = 12,8 x 2 = 25,6 (kW).
Phụ tải khu nhà thường trực, hiệu trưởng, phòng họp.
PH = 20 x 200 = 4000 W = 4 (kW)
Tổng phụ tải điện toàn trường
PT = P2t + PH = 25,6 + 4 = 29,6 (kW)
Thay số vào công thức (2.4) ta có
QT = 29,6 x 0,75 = 22,2 (kVAr)
2.3.2.2. Phụ tải tính toán trường Tiểu học:
22
Trường Tiểu học của xã bao gồm 2 nhà 2 tầng mỗi tầng 4 phòng mỗi
phòng có diện tích 80 (m2). Khu nhà thường trực, Hiệu trưởng, phòng họp
giáo viên, hội trường, phòng thí nghiệm… có tổng diện tích là 150 (m2).
Thay số vào công thức (2.3) ta có:
PP = 20 x 80 = 1.600W = 1,6 (kW)
Phụ tải tầng gồm 4 phòng học giống nhau:
Pt = 4 x 1,6 = 6,4 (kW)
Phụ tải cả nhà học 2 tầng:
PN = 6,4 x 2 = 12,8 (kW)
Phụ tải của 2 nhà 2 tầng
P2t = 12,8 x 2 = 25,6 (kW).
Phụ tải khu nhà thường trực, hiệu trưởng, phòng họp.
PH = 20 x 150 = 3000 W = 3 (kW)
Tổng phụ tải điện toàn trường
PT = P2t + PH = 25,6 + 3 = 28,6 (kW)
Thay số vào công thức (2.4) ta có:
QT = 28,6 x 0,75 = 21,4 (kVAr)
2.3.2.3. Phụ tải tính toán trường Mầm non:
Trường Mần non của xã bao gồm 1 nhà 2 tầng mỗi tầng 4 phòng mỗi
phòng có diện tích 80 (m2). Khu nhà thường trực, Hiệu trưởng, phòng họp
giáo viên, hội trường có tổng diện tích là 150 (m2).
Thay số vào công thức (2.3) ta có:
PP = 20 x 80 = 1.600 (W) = 1,6 (kW)
Phụ tải tầng gồm 4 phòng học giống nhau:
Pt = 4 x 1,6 = 6,4 (kW)
Phụ tải cả nhà học 2 tầng:
PN = 6,4 x 2 = 12,8 (kW)
Phụ tải khu nhà thường trực, hiệu trưởng, phòng họp.
PH = 20 x 150 = 3000 (W) = 3 (kW)
23
Tổng phụ tải điện toàn trường
PT = PN + PH = 12,8 + 3 = 15,8 (kW)
Thay số vào công thức (2.4) ta có:
QT = 15,8 x 0,75 = 11,8 (kVAr)
Vậy tổng phụ tải của 3 trường học sẽ là:
PT = 29,6 + 28,6 + 15,8 = 74 (kW)
QT = 22,2 + 21,4 + 11,8 = 55,4 (kVAr)
2.3.3 Phụ tải điện trạm bơm.
Huyện Thuỷ Nguyên là 1 huyện thuần nông có sông ngòi bao bọc
xung quanh nên khi úng lụt lợi dụng thuỷ triều lên xuống nên tiêu được ngay .
Vì vậy trạm bơm chỉ dùng cho việc tưới để phục vụ nông nghiệp. Xã hiện có
2 trạm bơm, mỗi trạm 1 máy, mỗi máy công suất 14 (kW) vì công suất nhỏ
nên sử dụng điện hạ áp.
Trạm 1 bơm tưới cho các thôn Đền và thôn Hầu với S là 120 (ha).
Trạm 2 bơm tưới cho các thôn Đông và thôn Xú với S là 140 (ha).
Để xác định công suất cần cấp cho tưới thường căn cứ vào hệ số tưới
Vùng đồng bằng : P0 tưới = 0,08 – 0,1 (kW/ha)
Vậy công suất của máy bơm của trạm 1 được xác định như sau:
P = 0,1.120 = 12 (kW).
Vậy ta chọn 1 máy có công suất 14 (kW).
Phụ tải tính toán của trạm bơm 1 là:
PB1 = 1 (0,8.14) = 11,2 (kW)
QB1 = 11,2 x 1 = 11,2 (kVAr) (cos=0,7 => tg=1)
Vậy công suất của máy bơm của trạm 2 được xác định như sau:
P = 0,1.140 = 14 (kW).
Vậy ta chọn 1 máy có công suất 14 (kW).
Phụ tải tính toán của trạm bơm 2 là:
PB2 = 1 (0,8.14) = 11,2 (kW)
QB2 = 11,2 x 1 = 11,2 (kVAr) (cos=0,7 => tg=1).
24
2.3.4 Phụ tải điện trạm xá.
Điện năng ở đây chỉ dùng để thắp sáng và quạt. Phụ tải tính toán được
xác định theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích. Thường lấy Po =8-13 (W/m2).
Trạm xá xã chỉ làm nhiệm vụ sơ cứu, không chữa bệnh bằng các máy móc,
thiết bị y tế sử dụng điện năng.
Trạm xá xã Lâm Động có tổng diện tích 150 (m2) ta có:
PTX = 13 x 150 = 1.950W = 1,95 (kW)
Thay số vào công thức (2.4) ta có
QTX = 1,95 x 0,527 = 1 (kVAr)
2.3.5 Phụ tải điện cho UBND xã.
UBND xã Lâm Động cũng là một đơn vị hành chính sự nghiệp nên chỉ
dùng điện trong việc thắp sáng và quạt mát, diện tích sử dụng là 300 (m2)
Thay số vào công thức (2.3) ta có
PUB = 13 x 300 = 3.900W = 3,9 (kW)
Thay số vào công thức (2.4) ta có
QUB = 3,9 x 0,527 = 2 (kVAr)
2.3.6 Phụ tải điện cho xưởng cơ khí nhỏ.
Qua khảo sát thực tế tại xã Lâm Động chỉ có những xưởng cơ khí nhỏ
để phục vụ đời sống sinh hoạt cho nhân dân như làm cửa xếp, cửa sổ, những
dụng cụ phục vụ nông nghiệp…
Bảng 2.2. Thiết bị của phân xưởng cơ khí.
TT
Tên máy
Pđm (kW)
Số lượng
1
Máy hàn
12
1
2
Máy mài thô
3
1
3
Máy mài tinh
2
1
4
Máy tiện
6,5
1
5
Máy khoan
6
1
6
Quạt gió
1,1
1
25
Ta đi xác định số thiết bị dùng điện hiệu quả:
Thiết bị có công súât lớn nhất là máy hàn 12 (kW), một nửa công suất
là 6 (kW). Vậy có 3 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là máy hàn, máy
tiện, máy khoan.
n1 = 3
Tổng công suất của n1 máy .
Pn1
= ( 12 + 6,5 + 6 ) = 24,5 (kW).
Xác định n*; P*
n* =
5
,
0
6
3
1
n
n
P* =
74
,
0
3
,
3
6
5
,
6
2
3
12
5
,
24
.
Tra sổ tay với n* = 0,5 và P* = 0,74.
Ta được nhq* = 0,76.
nhq = n.nhq* = 6.0,76 = 4,56.
Tra sổ tay với nhq = 4,56 và Ksd = 0,1 .
Ta được Kmax = 3,2.
Từ đây ta xác định được phụ tải điện của nhóm.
Ptt = Kmax . Ksd . Pđm
Ptt = 3,2 . 0,1 . (12 + 3 + 2 + 6,5 + 6 +3,3) = 10,5 (kW).
Lấy cos = 0,6 => tg = 1,33.
Qtt = 10,5 . 1,33 = 14 (kVAr).
Vậy kết quả tính toán của cả hai xưởng cơ khí như sau:
Pck = 10,5 . 2 = 21 (kW).
Qck = 14 . 2 = 28 (kVAr).
2.3.7 Nhà xay xát.
Vì là xã thuần nông, chủ yếu là trồng lúa nước nên ở xã Lâm Động có
khá nhiều máy xay xát. Hiện tại mỗi thôn có 1 nhà xay xát.
Với công suất máy xay là 4,5 (kW).
Với công suất máy xát là 5,5 (kW).
