BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ
-----00000------

NGUYỄN TRƯỜNG HUY

KHẢO SÁT - TÍNH TOÁN & KIỂM TRA HỆ THỐNG
ĐIỆN CHO KÝ TÚC XÁ ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TP. HỒ CHÍ MINH

- Thành phố Hồ Chí Minh - Tháng 08/2008 -


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ

KHẢO SÁT - TÍNH TOÁN & KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỆN
CHO KÝ TÚC XÁ ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TP. HỒ CHÍ MINH
Chuyên ngành: Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S: Võ Văn Thưa

Nguyễn Trường Huy


3


LỜI CẢM TẠ

Xin chân thành cảm tạ:
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Thầy Võ Văn Thưa, thầy Vũ Bá Xích đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình
thực hiện luận văn này.
Ban quản lý, tổ bảo vệ và tổ điện Ký túc xá Đại Học Nông Lâm đã tận tình hướng
dẫn em trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.
Quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí – Công Nghệ cùng các bạn sinh viên tập thể lớp
DH04CK đã giúp đỡ tôi hoàn thành tập luận văn này.
Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Trường Huy

4


1. MỤC LỤC
1. MỤC LỤC…………...………………………………………………................Trang
2. MỞ ĐẦU…………………………………………………………………. ...........1
3. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN. ......................................................................... ...........3
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………............ 4
4.1 Xác định phụ tải tính toán……………………………………………........... 4
4.1.1 Khái niệm chung……………………………………………….. ...........4
4.1.2 Những đại lượng cơ bản, các hệ số và ký hiệu………………… …….. 4
4.1.3 Các phương pháp tính phụ tải tính toán………………………... …….. 6
4.1.4 Xác định phụ tải chiếu sáng……………………………………. …….. 7
4.2 Máy biến áp………………………………………………………….. …….. 7

6.5.2 Tính toán ngắn mạch trạm 150 kVA…………………………... …….. 37
6.6 Chống sét…………………………………………………………….. …….. 39
6.6.1 Phương án chống sét…………………………………………… …….. 39
6.6.2 Phương án nối đất chống sét…………………………………… ……...39
6.7 Hệ thống bơm nước…………………………………………………………..41
7. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……………………………………………………...44
8. TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………. …….. 45
9. PHỤ LỤC
Bảng 6.1: Thông số các thiết bị Phòng internet
Bảng 6.2 Tổng hợp phụ tải tính toán của Ký túc xá Đại Học Nông Lâm.
Bảng 6.3: Tổng hợp phụ tải tính toán các trạm biến áp.
Bảng 6.4: Tổng hợp công suất phụ tải đo thực tế ngày 6-5-2008.
Bảng 6.5 :Tổng hợp công suất phụ tải đo thực tế Trạm biến áp 1 pha 100 kVA.
Bảng 6.6: Bảng tổng hợp thông số máy biến áp
Bảng 6.7: Bảng tổng hợp tổn thất điện năng máy biến áp.
Bảng 6.8: Bảng tổng hợp lựa chọn cáp và thiết bị đóng cắt dòng điện cho các đơn vị.
6


Bảng 6.9 : Bảng so sánh dây dẫn và thiết bị đóng cắt dòng điện kiểm tra và hiện hữu .

2. MỞ ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước, điện năng đóng vai trò rất quan
trọng. Đây là nguồn năng lượng thiết yếu trong công cuộc Công nghiệp hóa – Hiện đại
hóa đất nước.
Hiện nay ở nước ta quá trình Công nghiệp hóa đang phát triển rất nhanh, yêu cầu về
sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng. Song tình hình lắp đặt, sử dụng không hợp
lý, lãng phí, gây tổn thất điện năng lớn. Hiện trạng hệ thống điện của Ký Túc Xá Đại Học
Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh có các đặc điểm sau:

- Tính toán chọn phương án nối đất, chống sét nhằm đảm bảo an toàn cho người và
thiết bị trong quá trình vận hành, ngăn ngừa và hạn chế các sự cố điện như ngắn mạch, sét
đánh…

8


SUMMARY
Project:
“SURVEYING – CALCULATING AND CONTROLLING SYSTEM OF
ELECTRIC

OF

HO

CHI

MINH

CITY

NONG

LAM

UNIVERSITY

DORMITORY”.
Contents of project:

Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán là:
- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới điện cung cấp và phân phối điện áp.
- Chọn công suất của máy biến áp, trạm biến áp.
- Chọn thiết bị bảo vệ.
4.1.2 Những đại lượng cơ bản, các hệ số và ký hiệu:
a) Công suất /1/ trang 27:
 Công suất định mức (Pđm)
Công suất định mức của một thiết bị tiêu thụ điện là công suất ghi trên nhãn hiệu
máy hoặc ghi trong lý lịch máy. Đối với động cơ, công suất định mức ghi trên nhãn máy
chính là công suất cơ trên trục cơ.
10


 Công suất trung bình Ptb, công suất phản kháng trung bình Qtb:
T

T

 P .dt

 Q .dt

T

Ptb =

0

T



P
ksd = tb =
Pdm

P
i 1
n

tbi

P
i 1

, (4)

dmi

 Hệ số phụ tải : là tỉ số giữa công suất thực tế và công suất định mức.
kpt =

Ptte
, (5)
Pdm

 Hệ số cực đại : là tỉ số giữa công suất tính toán và công suất trung bình.
kmax =

Ptt
, (6)

n

Ptt = knc.  Pđmi

n

Ptt = kmax..ksd.  Pđmi

hay

n 1

(12)

n 1

Trong đó : - n : Số thiết bị của nhóm.
- knc = kmax.ksd = hệ số nhu cầu.
- kmax = f (ksd, nhq) = hệ số cực đại của nhóm thiết bị.
- ksd : Hệ số sử dụng.
- Công suất phản kháng tính toán :
Qtt = Ptt.tgφ , [kVAr] (13)
- Công suất biểu kiến tính toán :
Stt =

P 2 đmi  Q 2 đmi ,

[kVA] (14)

Trong đó : - tgφ ứng với cosφ, đặc trưng cho nhóm thiết bị trong tài liệu tra cứu. nếu hệ số

3.U dm

, [A] (16)

4.1.4 Xác định phụ tải chiếu sáng /1/ trang 47
PttΣc = F.P0.knc [kW] (17)
Chú ý ở đây ta lấy knc = 0,8 đối với các thiết bị chiếu sáng và ta lấy thống nhất
trong mọi trường hợp.
Trong đó - F : Diện tích phân xưởng được cung cấp điện sử dụng (m2).
- P0 : Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (kW/m2)
- knc : Hệ số nhu cầu.
4.2 Máy biến áp.
4.2.1 Chọn vị trí, số lượng và công suất trạm.
Khi chọn vị trí, số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp, khu dân cư ta phải so sánh
kinh tế và kỹ thuật.
a) Vị trí của trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu chính sau :
- Gần trung tâm phụ tải thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến.
- An toàn và liên tục cung cấp điện.
- Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng.
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hằng năm bé nhất.
b) Số lượng và công suất máy biến áp.
Khi xác định số lượng và công suất máy biến áp trong một trạm ta cần lưu ý đến
mức độ tập trung hay phân tán của phụ tải trong xí nghiệp và tính chất quan trọng của phụ
tải về phương diện cung cấp điện.
 Các thiết bị và khí cụ điện phải đảm bảo về tiêu chuẩn chất lượng.
 Dung lượng máy biến áp nên đồng nhất, cùng chủng loại.
13


 Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản, chú ý đến sự phát triển của phụ tải trong

- Tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch:
∆P’k = ∆Pk + kkt. ∆Qk, [kW] (21)
- Tổn thất công suất trong toàn bộ máy biến áp :
S
∆P’T = ∆P’0 + ∆P’k  tt
 S dm

2


 , [kW] (22)


b) Tổn thất điện năng toàn bộ trong máy biến áp /1/ trang 605
14


S
∆AT = ∆P’0.t + ∆P’k  tt
 S dm

2


 .τ, [kWh] (23)


Trong đó : - t : Thời gian vận hành máy biến áp. (thường lấy bằng 8760 h)
- τ : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. (h)
- Stt, Sdm : Phụ tải, dung lượng của máy biến áp. (kVA)



Trong đó : - Icp: Dòng điện cho phép đối với dây dẫn chọn, (A).
- IdmA: Dòng điện định mức của áptômát, (A).
Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch /6/ trang 209.
F ≥ α.IN. t , [mm2] (28)
Trong đó : - IN: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất đi qua dây hoặc cáp. (kA)
- α = 11 với cáp nhôm; α = 6 với cáp đồng.
- t : Thời gian cắt ngắn mạch. (s)
- t : Thường chọn 0,8s.
Kiểm tra độ sụt áp /7/ trang h1-38
∆U = 3 .Ilvmax(Rcosφ + X.sinφ)L, [V] (29)
Trong đó : - Ilvmax : Dòng điện làm việc lớn nhất. (A)
- R : Điện trở của dây dẫn do nhà máy sản xuất cung cấp. (Ω/km)
- X : Cảm kháng của dây. (Ω/km)
X ≈ 0 với dây có tiết diện < 50mm2.
X = 0,08 với dây có tiết diện > 50mm2.
- L : Chiều dài dây dẫn. (km)
∆U% =

100 * U
,
Ud

[%] (30)

4.4 Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện.
4.4.1 Khái niệm chung:
Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong cung cấp điện,
vì vậy các phần tử trong cung cấp điện phải được tính toán và lựa chọn sao cho không

 Cách điện bị hỏng, lão hóa vì vận hành lâu ngày hoặc do bị quá tải thường xuyên.
 Sét đánh vào các đường dây tải điện trên không, hoặc sét đánh trực tiếp vào thiết
bị phân phối ngoài trời, hoặc do quá điện áp nội bộ.
 Do gió bão làm dây điện chạm chập vào nhau, hoặc làm đứt dây rơi xuống chạm
đất.
 Do các nguyên nhân cơ học khác như cây cối ngã làm đứt dây, đào đất chạm phải
cáp ngầm.

17


 Đôi khi ngắn mạch còn do thao tác nhầm lẫn trong vận hành hay do động vật
chạm phải phần dẫn điện không có vỏ cách điện.

b) Hậu quả:
 Khi ngắn mạch, dòng điện tăng nhanh và đạt giá trị cao, gây đốt nóng cục bộ các
phần tử ngắn mạch đi qua, làm giảm tuổi thọ của lớp cách điện.
 Tạo lực điện động lớn phá hỏng cách điện của khí cụ điện, làm hỏng sứ đỡ, làm
biến dạng thanh dẫn.
 Điện áp lưới bị sụt, làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.
 Hệ thống mất ổn định, phá vỡ trạng thái làm việc đồng bộ của máy phát trong hệ
thống.
 Gián đoạn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ.
4.4.4 Phương pháp tính toán ngắn mạch.
a) Ngắn mạch 3 pha tại thời điểm bất kỳ của lưới hạ thế /1/ trang 244.
- Dòng ngắn mạch 3 pha:
U dm

I N3  =


- ∆PN : Tổn thất ngắn mạch MBA. (kW)
- UDM : Điện áp định mức. (V)
 Tổng trở dây dẫn và cáp
- Điện kháng của đường dây:
Đường dây trên không : x0 = 0,3 (mΩ/m)
Đường dây cáp: x0 = 0,7 (mΩ/m)
Xdd = x0.L,

[mΩ] (34)

Trong đó : -x0 : Do nhà chế tạo cung cấp. (mΩ/m)
- L : Chiều dài dây dẫn. (m)
- Điện trở của dây dẫn
Rdd = r0.L,

[mΩ] (35)

Trong đó : - r0 : do nhà chế tạo cung cấp. (mΩ/m)
- L : Chiều dài dây dẫn.(m)


Tổng trở Áp to mát (CB) : tra sổ tay, cẩm nang.



Tổng trở thanh góp : tra sổ tay, cẩm nang

4.5 Chống sét.
4.5.1 Các biện pháp chống sét.
- Sử dụng kim Franklin.

Kim ESE thực chất là kim Franklin cải tiến nhằm hai mục đích :
- Giảm hiện tượng vầng quang (CORONA) xuất hiện ở đỉnh kim, ở trạng thái điện
trường tĩnh ( khi tiên đạo đi xuống còn ở xa kim).
- Phát ra tia tiên đạo đi lên sớm hơn và mạnh hơn bất kỳ đỉnh nhọn nào ở lân cận
xung quanh.
- Để giảm thiểu hiệu ứng CORONA người ta sử dụng quả cầu xung quanh đỉnh kim
nhằm thay đổi sự phân bố điện trường theo hướng giảm thiểu hiệu ứng CORONA tại đỉnh
kim ở trạng thái điện trường tĩnh.
4.6 Nối đất an toàn

20


Các điện cực ngang được nối với điện cực đứng bằng bu lông hoặc hàn và được
chôn cách mặt đất 0,8m.
Dây dẫn nối đất cần có tiết diện thỏa mãn độ bền cơ và ổn định nhiệt, chịu dòng điện
cho phép lâu dài. Dây nối đất không được bé hơn 1/3 tiết diện dây dẫn pha, người ta
thường sử dụng dây thép có tiết diện 120mm2, với nhôm 35mm2, với đồng 25mm2.
Theo quy định về an toàn điện, điện trở nối đất dùng cho thiết bị điện áp đến 1000V
là ≤ 4Ω
- Điện trở nhân tạo của hệ thống tiếp đất phụ thuộc vào điện trở tản của trục ngang và
trực đứng /5/ trang 228.
Rnt =

Rd .Rng
Rd  Rng

, [Ω] (36)

Trong đó : - Rđ : Điện trở khuyếch tán của hệ thống cọc đứng thẳng.


Rld
, [Ω] (40)
n.
21


Trong đó : - Rld : Điện trở của một cọc (Ω).
- η : Hệ số sử dụng của cọc thẳng đứng.
- Điện trở của thanh nối nằm ngang /5/ trang 229.
0,366
2 L2
 tt , Lg
, [Ω] (41)
L
b.t

Rng =

Trong đó : - L : Chiều dài (chu vi) mạch vòng (m)
- b : Bề rộng của thanh ngang .(m).
- t : Độ chôn sâu của thanh ngang (m).
- t = t0 +

b
(m).
2

- t0 : Độ chôn sâu của một cọc ngang.
- ρ: Điện trở suất tính toán của đất (Ωm),

23


- Xây dựng các bản vẽ với sự hổ trợ của phần mền AutoCAD 2004.
5.2 PHƯƠNG TIỆN.
- Thước cuộn 50m.
- Đồng hồ đo công suất Hioki (Digital). Model 3286, Made in Japan.
- Đồng hồ đo điện áp, điện trở, dòng điện Kyoritsu (Digital).
Model 2017, Made in Japan.

6. THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

6.1.GIỚI THIỆU CHUNG.
Ký túc xá Đại Học Nông Lâm được cung cấp điện bởi ba trạm biến áp.
- Trạm biến áp 3 pha 250 kVA cung cấp điện cho Cư xá A, B, C, D và Phòng
internet.
- Trạm biến áp 3 pha 150 kVA cung cấp điện cho Cư xá E, Nhà khách và Nhà thi
đấu.
- Trạm biến áp 1 pha 100 kVA cung cấp điện cho Nhà ăn, Bưu điện, Phòng thể thao,
Dãy phòng gần sân bóng chuyền, Phòng đọc Ký túc xá và Nhà xe.
Cư xá A gồm 69 phòng được chia làm 3 tầng, mỗi phòng có 9 sinh viên và hai nhà
vệ sinh chung. Mỗi hành lang sử dụng 5 bóng đèn compact để chiếu sáng hành lang và sử
dụng 2 bơm nước công suất 2,25 kW để cung cấp nước cho sinh hoạt.
Cư xá B, C có cấu trúc gần giống Cư xá A. Cấu trúc của Cư xá D cũng giống cư xá
A nhưng tăng cuờng thêm 4 phòng.

24


Bên phải cư xá A còn có dãy phòng ở sinh viên gồm 4 phòng, mỗi phòng có 14 sinh