Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho một khu dân cư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN (( ( ((
BÀI TẬP LỚN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ BÀI:THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT KHU DÂN CƯ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TRẦN THỊ NGOẠT SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THỊ HÒA LỚP : ĐK3 Hưng Yên tháng 03 năm 2008 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Hưng Yên ngày …..tháng…..năm… Giáo viên hướng dẫn Đề bài: Thiết kế cung cấp điện cho một khu dân cư. PHẦN MỘT: GIẢI MÃ ĐỀ BÀI Sinh viên: Nguyễn Thị Hòa Lớp : ĐK3 1.Công suất tính toán của mỗi hộ: P0 = 0.35 (kw/hộ) 2. Số lượng điểm dân cư, số hộ dân dụng, số thiết bị động lực và tọa độ các điểm: Chữ cái  N(hộ)  X(Km)  Y(Km)  M(Thiết bị)   T  57  0.5  1.2  6   H  79  2.5  2.5  7   I  56  2.6  2.4  7   O  51  3.1  1.9  8   A  40  1.5  3.5  5   3. Số liệu phụ tải động lực. a. Điểm T có 6 thiết bị động lực lấy từ: T, U, V, X, Y, A  T  U  V  X  Y  A   Pn(Kw)  10  8  4.5  9  8.3  3   Ksd  0.51  0.45  0.4  0.43  0.49  0.35   b.Điểm H có 7 thiết bị động lực lấy từ: H, I, K, L, M, N, O  H  I  K  L  M  N  O   Pn(Kw)  7  5.6  5.2  2.8  2.4  10  7.6   Ksd  0.46  0.51  0.42  0.63  0.68  0.67  0.56   c.Điểm I có 7 thiết bị động lực lấy từ: I, K, L, M, N, O, Ô  I  K  L  M  N  O  Ô   Pn(Kw)  5.6  5.2  2.8  2.4  10  7.6  6.3   Ksd  0.51  0.42  0.63  0.68  0.67  0.56  0.74   d. Điểm O có 8 thiết bị động lực lấy từ: O, Ô, Ơ, P, Q, R, S,T  O  Ô  Ơ  P  Q  R  S  T   Pn(Kw)  7.6  6.3  3.5  7.6  7.5  6.2  3.8  10   Ksd  0.56  0.74  0.55  0.47  0.67  0.61  0.52  0.51   e. Điểm A có 5 thiết bị động lực lấy từ: A, Ă, Â, B, C  A  Ă  Â  B  C   Pn(Kw)  3  5.5  8  2.8  3.5   Ksd  0.35  0.46  0.53  0.55  0.52   4.Loại đồ thị : Dạng 2 5.Suất gia tăng phụ tải hàng năm: a=0.072 6.Xác xuất đóng của phụ tải sinh hoạt ở thời điểm cực đại là:
;
7.Hệ số tham gia vào cực đại của phụ tải động lực là:

Phần 2. Tính Toán Câu 1. Tính toán phụ tải, tổng hợp phụ tải, dự báo phụ tải, xây dựng đồ thị phụ tải. Tính toán phụ tải. I.Tính cho điểm T 1.Phụ tải sinh hoạt. Ta có: P0 = 0.35 (Kw/hộ) ; n = 57 (hộ) ;
;

;
Vậy:
(Kw)
(Kw) 2.Phụ tải động lực. +) Ta có : n=6 thiết bị Pđm max = 10 Kw

Pđm max =5 Kw
có n1 = 4 thiết bị có P1
Pđm max
n* =
; P* =
=
Tra bảng ta được : n*hq = 0.85
nhq = nhq* . n = 0.85
6
= 5 (thiết bị) +) Tính Ksd
Ksd
=
Knc = Ksd
+
+) Ptt = Knc

Pi = 0.698
42.8 = 29.9 (Kw) +) Tính P
và P
Với

P
=
Ptt =1
29.9 = 29.9 (Kw) P
=
Ptt =0.6
29.9 = 17.94 (Kw) Tổng hợp Pn và Pđ . +) Pn = P
+
P

Vì P
> P

nên áp dụng phương pháp số gia ta có: Pn = P
+ ((
)0.04 - 0.41)

P

= 29.9 + ((
)0.04 - 0.41)
5.985 = 33.474 (Kw) +) Pđ = P
+ P

Vì P
> P

nên áp dụng phương pháp số gia ta có: Pđ = P
+ ((
)0.04 - 0.41)
P

= 17.94 + ((
)0.04 - 0.41)
13.965 = 26.765 (Kw) Tính cos


Chọn cos
= 0.79 Thực hiện tương tự các bước làm của điểm T cho các điểm H, I, O, A. Ta thu được bảng tổng hợp sau:  T  H  I  O  A   N(hộ)  57  79  56  51  40  
(Kw)  5.985  8.295  5.88  5.355  4.2  
(Kw)  13.965  19.355  13.72  12.495  9.8   nhq  5  6  6  7  4  
 42.8  40.6  39.9  52.5  22.8   Ksd
 0.455  0.56  0.6  0.58  0.49   Knc  0.698  0.74  0.76  0.74  0.745   P
 29.9  30.03  30.46  38.78  16.986   P
 17.94  18.02  18.27  23.268  10.2  
Pn  33.474  35.1  33.97  41.95  19.43  
Pđ  26.765  30.94  28.28  34.99  16.25   cos
 0.79  0.81  0.79  0.79  0.79   B.Tổng hợp phụ tải (tổng hợp theo phương pháp số gia)  P
(Kw)  P
(Kw)   PTH  57.49  48.59   PTHI  80.24  67.3   PTHIO  108.72  90.77   PTHIOA  121.27  101.14   C. Dự báo phụ tải. Với: a = 0.072 Ta có: Pdb = P
(1+a)n Lấy trong thời gian 7 năm
n= 1
7 Tính cho các điểm tải. a.Tính cho điểm T. Pdb =
Pn ( 1 + 0.072)n Vậy: Pdb1 = 33.474 ( 1 + 0.072 )1 = 35.88 (Kw) Pdb2 = 33.474 ( 1 + 0.072 )2 = 38.47 (Kw) Pdb3 = 33.474 ( 1 + 0.072 )3 = 41.24 (Kw) Pdb4 = 33.474 ( 1 + 0.072 )4 = 44.21 (Kw) Pdb5= 33.474 ( 1 + 0.072 )5 = 47.39 (Kw) Pdb6= 33.474 ( 1 + 0.072 )6 = 50.8 (Kw) Pdb7= 33.474 ( 1 + 0.072 )7 = 54.46 (Kw) b. Tính tương tự cho các điểm : H, I, O, A Ta có bảng tổng hợp sau: Năm  T  H  I  O  A   1  35.88  37.62  36.4  44.97  20.83   2  38.47  40.34  39.04  48.21  22.33   3  41.24  43.24  41.85  51.68  23.94   4  44.21  46.35  44.86  55.4  25.66   5  47.39  49.69  48.09  59.39  27.5   6  50.8  52.27  51.55  63.66  29.49   7  54.46  57.1  55.23  68.25  31.61   Dự báo cho nhóm. Tính tương tự như đối với các điểm, lấy P
= P
Ta có bảng tổng hợp sau: Năm  1  2  3  4  5  6  7   Pdb(Kw)  130  139.36  149.39  160.15  171.68  184.04  197.29   Xây dựng đồ thị phụ tải 1. Đồ thị phụ tải ngày Áp dụng công thức: Phè = phè
Pdb7 ; Pđông = pđông
Pdb7 Ta có bảng tổng hợp sau: t  Phè  Pđông   1  82.86  59.18   2  78.9  57.21   3  78.9  57.21   4  78.9  57.21   5  76.94  53.27   6  78.9  57.21   7  82.86  61.16   8  86.8  69   9  92.72  69   10  108.5  82.86   11  120.35  76.94   12  134.15  67.08   13  116.4  51.29   14  110.48  53.27   15  102.6  55.24   16  98.64  61.16   17  94.7  55.24   18  108.5  63.13   19  138  114.43   20  189.4  144   21  217  98.64   22  159.8  88.78   23  122.32  69   24  88.78  57.21   2.Đồ thị phụ tải năm. Số liệu: 1năm = 190 ngày hè +175 ngày đông STT  t(h)  P(Kw)   1  190  217   2  190  189.4   3  190  159.8   4  175  144   5  190  138   6  190  134.15   7  190  122.32   8  190  120.35   9  190  116.4   10  175  114.43   11  190  110.48   12  380  108.5   13  190  102.6   14  365  98.64   15  190  94.7   16  190  92.72   17  365  88.78   18  190  86.8   19  555  82.86   20  760  78.9   21  365  76.94   22  525  69   23  175  67.08   24  175  63.13   25  350  61.16   26  175  59.18   27  875  57.21   28  350  55.24   29  350  53.27   30  175  51.29  
 8760   
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NĂM 3.Các thông số của đồ thị phụ tải. a. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax: Tmax =
=
+
+
+
+
=
(h) b. Thời gian hao tổn công suất cực đại τmax. τmax =
hoặc : τmax = (0.124+ Tmax
10
)2
8760 =(0.124+ 3671.8
10
)2
8760 = 2113.4 (h) Câu 2. Chọn vị trí, dung lượng, số lượng trạm biến áp. Phương án 1: Đặt 1 trạm biến áp Dung lượng của máy biến áp: Tổng công suất của các điểm tải: P
= 197.29 (kw) Ta có: S
=
cos
=
=
=
= 0.794
S
=
= 248.476 (KVA)s Vậy chọn MBA: TM-250
Tọa độ của trạm biến áp: X=
=
=
= 2.1 (Km) Y =
=
=
= 2.2 (Km) c. Xác định khoảng cách từ trạm biến áp đến các điểm tải. Công thức: Lij =
với: i_ tâm của điểm tải j_ tâm của máy biến áp. Yêu cầu: Lij
0.8 km thì sẽ đạt yêu cầu. +> Đối với điểm T: Lij =
= 1.88 (km) Tính tương tự cho các điểm còn lại ta có bảng tổng hợp sau:  T  H  I  O  A   Lij (km)  1.88  0.5  0.54  1.04  1.43   Phương án 2 : Đặt 2 trạm biến áp. Biểu diễn các điểm tải trên hệ trục tọa độ:
Dựa vào tọa độ các điểm tải ta đặt các trạm biến áp như sau: + Trạm 1 đặt tại điểm T . +Trạm 2 cung cấp điện cho các điểm tải: H, I, O, A. 1. Đối với trạm biến áp 1: Tọa độ của trạm biến áp chính là tọa độ của điểm T: X=0.5 (km) Y=1.2 (km) Tính dung lượng: S =
=
= 68.93 (KVA) Vậy chọn MBA: TM-50 2. Đối với trạm biến áp 2: a.Tính dung lượng máy biến áp: Tính P
của các điểm tải : H, I, O, A. + PHI = PH +

PI = 57.1+

55.23 = 95.25 (kw) + Tính tương tự ta được: PHIO = 143.04 (kw) PHIOA =170.99 (kw) Ta có: S=
Với Cos
=
=
=
= 0.795
S =
= 215.08 (KVA) Vậy chọn MBA: TM-200 b.Tọa độ của trạm : X=
=
=
= 2.57 (km) Y =
=
=
= 2.44 (km) c.Xác định khoảng cách từ trạm biến áp đến các điểm tải: + Đối với điểm H: Lij =
= 0.092 (km) Tính tương tự ta có bảng tổng hợp sau:  H  I  O  A   Lii(km)  0.092  0.05  0.75  1.5   Sơ đồ đi dây. Trạm biến áp
Tủ động lực
Điểm tải. 1.Khi dùng 1 máy biến áp:
2.Khi dùng 2 máy biến áp: +Trạm 1 đặt tại điểm T . +Sơ đồ trạm 2:
Câu 4. Tính chọn tiết diện dây và tổn thất của mạng điện. Sử dụng phương pháp chọn dây dẫn theo hao tổn điện áp cho phép khi tiết diện dây thay đổi. Điện áp của mạng điện: Uđm = 0.4 KV Sử dụng dây AC nên :
= 31.7 A.Đặt 1 trạm biến áp Đây là mạng điện hạ áp nên chọn : x0 = 0.35 (Ώ/km) Ta có số liệu của phụ tải là: ST = 54.46 + j 41.15 (KVA) SH = 57.1 + j 43.15 (KVA) SI = 55.23 + j 41.73 (KVA) SO = 68.25+ j 51.57 (KVA) SA = 31.61+ j 23.88 (KVA) 1.Tính tiết diện dây của điểm tải T tới trạm biến áp : Ta có: ∆UT =
=
= 0.875
77.362 = 67.69 (V) Lấy: ∆Ucp = 25% = 100 (V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UT
∆Uacp = 100 - 67.69 = 32.31 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 249 (mm2) Chọn 2 dây AC-120 . + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-120 có các thông số: Z= 0.27 + j0.365 (
)
Utt =

l =
= 69.8 (V) Vì
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng 2.Tính tiết diện dây của điểm tải H tới trạm biến áp với li = 0.5 km: Ta có: ∆UH =
=
= 0.875
21.575 = 18.87 (V) Lấy: ∆Ucp = 9% = 45(V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UH
∆Uacp = 45 - 18.87 = 17.13 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 131 (mm2)
Chọn 2 dây : AC – 70 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-70 có : Z = 0.46 + j0.382 (
)
Utt =

l =
= 25 (V) Vì:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. 3.Tính tiết diện dây của điểm tải I tới trạm biến áp với li = 0.54 km: Ta có: ∆UI =
=
= 0.875
22.5 = 19.7(V) Lấy: ∆Ucp =8% = 32(V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UI
∆Uacp = 32 -19.7 = 123 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 191 (mm2)
Chọn 2 dây : AC – 95 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-95 có : Z = 0.33 + j0.371 (
)
Utt =

l =
=22.75 (V) Vì:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. 4.Tính tiết diện dây của điểm tải O tới trạm biến áp với li = 1.04 km: Ta có: ∆UO =
=
= 0.875
53.63 = 46.9(V) Lấy: ∆Ucp =22% = 88(V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UO
∆Uacp = 88-46.9 = 41.1 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 136 (mm2) Ta chọn 2 dây AC- 70 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-70 có: Z = 0.46+j0.382 (
)
Utt =

l =
= 66.4 (V) Ta thấy:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. 5. Tính tiết diện dây dẫn cho điểm tải A có li = 1.43 (km). Ta có: ∆UA =
=
= 0.875
34.14 = 29.87 (V) Lấy: ∆Ucp = 22% = 88 (V ) Ta có: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UA = 88 - 29.87 = 58.13 (V) Công thức tính tiết diện : F =
Vì : ∆Uacp =

F =
= 60 (mm2 )
Chọn dây : AC – 70 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-70 có: Z = 0.46+j0.382 (
)
Utt =

l =
= 84.6 (V) Ta thấy:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. B.Đặt 2 trạm biến áp. *>Trạm 1 đặt tại điểm T. *>Đối với trạm biến áp 2. 1.Tính tiết diện dây của điểm tải H tới trạm biến áp với li = 0.092 km : Ta có: ∆UH =
=
= 0.875
3.9698 = 3.47 (V) Lấy: ∆Ucp = 8% = 32(V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UH
∆Uacp = 32 - 3.47 = 28.53 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 10 (mm2)
Chọn dây : AC – 10 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-10 có : Z = 3.12 +j0.45 (
)
Utt =

l =
= 41.56 (V) Vì:
Utt > ∆Ucp + Ta chọn dây AC- 35 Dây AC-35 có : Z = 0.85 + j0.403 (
)
Utt =

l =
= 15 (V) Ta thấy:
Utt < ∆Ucp
Ta chọn dây AC-35 2.Tính tiết diện dây của điểm tải I tới trạm biến áp với li = 0.05: Ta có: ∆UI =
=
= 0.875
2.08 = 1.8(V) Lấy: ∆Ucp = 8% = 32 (V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UI
∆Uacp = 32 – 1.8 = 30.2 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 7 (mm2)
Chọn dây : AC – 10 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-10 có : Z = 3.12 +j0.45 (
)
Utt =

l =
=23.88 (V) Vì:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. 3.Tính tiết diện dây của điểm tải O tới trạm biến áp với li = 0.75 km: Ta có: ∆UO =
=
= 0.875
38.67 = 33.8(V) Lấy: ∆Ucp = 24% = 96 (V) Áp dụng công thức: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UO
∆Uacp = 96 – 33.8 = 62.2 (V) Vì : ∆Uacp =

Công thức tính tiết diện : F =
=
= 65 (mm2) Ta chọn dây AC- 70 + Xác định hao tổn
Utt : Dây AC-70 có: Z = 0.46+j0.382 (
)
Utt =

l =
= 95.8 (V) Ta thấy:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. Tính tiết diện dây dẫn cho điểm tải A có li = 1.5 (km). Ta có: ∆UA =
=
= 0.875
35.82 = 31.34 (V) Lấy: ∆Ucp = 15% = 60(V) Với: ∆Uacp = ∆Ucp - ∆UA =60 - 31.34 = 28.66 (V) Công thức tính tiết diện : Vì : ∆Uacp =

F =
Vậy: F =
= 130 (mm2) Ta chọn 2 dây AC-70. +Xác định hao tổn
Utt: Dây AC-70 có : Z=0.46+j0.382 (
)
Utt =
=
= 44.35 (V) Vì:
Utt < ∆Ucp
F chọn đúng. C.Tính tổn thất của mạng điện. 1. Trường hợp sử dụng 1 máy biến áp. * Tổn thất trên đường dây tới điểm T ( dùng 2 dây AC-120):
PT =
=
0.27
1.88 = 7390.6(W) = 7.39 (KW) QT =
=
0.365
1.88 = 9991(VAr) = 9.991 (KVAr)
ST =
P + j
Q = 7.39 + j9.991 (KVA)
A =
PT
= 7.39
2113.4 = 15618 (KWh) *Tính toán tương tự với các điểm còn lại ta có bảng tổng hợp sau:  T  H  I  O  A  
Utt (V)  69.8  25  22.75  66.4  84.6  
P (KW)  7.39  3.681  2.6684  10.9397  2.4394  
Q (KVAr)  9.991  3.507  2.9999  9.0847  2.0258  
A (KWh)  15618  7646  5639.4  23119.9  5059.48   Trường hợp sử dụng 2 máy biến áp. +Một trạm đặt tại điểm T. +Tính cho các điểm của trạm biến áp 2: *Tổn thất trên đường dây tới điểm H ( dùng 1 dây AC-35):
PH =
=
0.85
0.092 = 2503.5(W) = 2.5035 KW
QH =
=
0.403
0.092 = 1186.95(W) =1.18695 KVAr
SH =
P + j
Q = 2.5035 + j1.18695 (KVA)
A =
PH
= 5290.9 (KWh) *Tính tương tự đối với các điểm còn lại ta có bảng tổng hợp sau:  H  I  O  A  
Utt (V)  15  23.88  95.8  44.35  
P (KW)  2.5035  4.6719  7.8892  1.2794  
Q (KVAr)  1.1869  0.6738  6.5514  1.0624  
A (KWh)  5290.9  9873.6  16673  2703.9   3. Từ tính toán tiết diện dây dẫn và tính toán hao tổn ta có thể đưa ra bảng tổng kết sau: * Phương án xây dựng 1 trạm biến áp :    l(km))  loại dây  R0(
 X0(


% 
(kW) 
  O1T  1.88  AC_120(2lõi)  0.27  0.365  69.8  25  7.39  15618   O1H  0.5  AC_70(2lõi)  0.46  0.382  25  9  3.681  7646   O1I  0.54  AC_95(2lõi)  0.33  0.371  22.75  8  2.6684  5639.4   O1O  1.04  AC_70(2lõi)  0.46  0.382  66.4  22  10.9397  23119.9   O1A  1.43  AC_70(2lõi)  0.46  0.382  84.6  22  2.4394  5059.48   *Phương án xây dựng 2 trạm biến áp : + Một trạm đặt tại điểm T. +Bảng tổng hợp trạm biến áp 2:    l(km)  loại dây  R0 (
 X0 (


% 
(kW) 
  O2-2H  0.092  AC_35  0.85  0.403  15  8  2.5035  5290.9   O2-2I  0.05  AC_10  3.12  0.45  23.88  8  4.6719  9873.6   O2-2O  0.75  AC_70  0.46  0.382  95.8  24  7.8892  16673   O2-2A  1.5  AC_70(2lõi)  0.46  0.382  44.35  15  1.2794  2703.9   Câu 5:Đánh giá chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế của 2 phương án 1 trạm biến áp và phương án 2 trạm biến áp ta chọn một nhánh đặc trưng để tính toán. Đối với phương án xây dựng 1 trạm biến áp ta thấy nhánh O1A có tổn hao điện áp lớn nhất
U= 84.6 V nên ta lấy nhánh này là nhánh đặc trưng để tính toán Đối với phương án xây dựng 2 trạm biến áp +Trạm 1 dặt tại điểm T. + Trạm 2 có nhánh O2-2O có điện áp hao tổn lớn nhất
U=95.8V nên ta chọn là nhánh đặc trưng 1. Chi phí đường dây Để tính toán chi phí đường dây ta sử dụng công thức: Zđd = p.V +
Trong đó: Z: là chi phí cho đường dây p: hệ số khấu hao kể đến thời gian thu hồi vốn ( p= 0,16) v
: vốn đầu tư ban đầu 1km đường dây v
= 47.55
10
đ/km