Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế đường dây và TBA 400kVA-35/0,4kV Thủy Nguyên 1 lộ 377E2.11" do sinh viên Nguyễn Văn Quang (Lớp DCL 2401, ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng) thực hiện năm 2022 dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đoàn Phong. Đề tài được xây dựng trên cơ sở các văn bản pháp lý và quy hoạch phát triển năng lượng, gồm:
- Luật Đầu tư công số 49/2014/QH13 ngày 18/6/2014;
- Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/6/2014;
- Nghị định số 06/2021/NĐ-CP ngày 26/01/2021 của Chính phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng;
- Nghị định số 15/2021/NĐ-CP ngày 03/3/2021 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;
- Nghị định số 68/2019/NĐ-CP ngày 14/8/2019 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình;
- Quyết định số 4274/QĐ-BCT ngày 14/11/2018 của Bộ Công Thương phê duyệt "Quy hoạch phát triển Điện lực Thành phố Hải Phòng giai đoạn 2016-2025, có xét đến 2035 – Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110kV";
- Quyết định số 4235/QĐ-PCHP ngày 11/11/2021 phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi – đầu tư xây dựng dự án "Xây dựng trạm biến áp để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lưới điện Thủy Nguyên".
Mục tiêu công trình được tác giả xác định cụ thể theo 03 nhiệm vụ:
- Chống quá tải cho lưới điện khu vực;
- Giảm tổn thất điện năng trong quá trình phân phối;
- Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm thời gian mất điện vào giờ cao điểm cho nhân dân.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống đường dây phân phối điện trung áp 35kV và trạm biến áp phân phối hạ áp 400kVA-35/0,4kV.
- Phạm vi không gian: Tuyến đường dây và trạm biến áp được xây dựng trên địa bàn huyện Thủy Nguyên, thành phố Hải Phòng. Tuyến đi qua khu vực đồng ruộng có địa hình bằng phẳng, tầm nhìn thoáng, cao độ trung bình 1,1m đến 2,1m.
- Phạm vi quy mô: Xây dựng mới 0,5 km đường dây không 35kV (01 mạch, 3 pha 3 dây) và 01 trạm biến áp kiểu treo công suất 400kVA-35/0,4kV đấu nối vào lộ 377E2.11.
Cơ sở thiết kế và phương pháp tính toán
Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam và quốc tế chuyên ngành điện lực - xây dựng công trình công nghiệp:
- Tiêu chuẩn thiết kế kỹ thuật: Quy phạm trang bị điện 11TCN-19-2006; Nghị định số 14/2014/NĐ-CP ngày 26/02/2014 về bảo vệ an toàn lưới điện cao áp; TCVN 5847-2016 về cột bê tông cốt thép ly tâm; TCVN 2737-1995 (Tải trọng và tác động); TCVN 5574:2012 (Kết cấu bê tông và cốt thép); TCVN 9362:2012 (Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình); TCVN 4447-2012 (Công tác đất); TCVN 4453:1995 (Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu).
- Tiêu chuẩn thiết bị và vật liệu: IEC 60296:2020 và ASTM D3487:2016 (dầu máy biến áp); IEC 62271-102 (dao cách ly); IEC 60099-4 (chống sét van); ANSI C37.42 (cầu chì tự rơi); TCVN 5064-1994, TCVN 6483:1999 và IEC 61089:1997 (dây nhôm lõi thép); TCVN 7998-1, TCVN 7998-2, IEC 60383-1, IEC 60305, IEC 60471, IEC 60120 (cách điện gốm và thủy tinh); tiêu chuẩn thép JIS G3101, KDS 3503, TCVN 1656-93, TCVN 5709-1993.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật:
- Phương pháp lựa chọn kinh tế - kỹ thuật: Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế ($F_{kt} = I_{max} / J_{kt}$ với $J_{kt} = 1,1 \text{ A/mm}^2$ đối với dây nhôm lõi thép), kết hợp kiểm tra độ sụt áp bình thường và sự cố ($\Delta U_{bt} \le \Delta U_{btcp}$, $\Delta U_{sc} \le \Delta U_{sccp}$, $I_{sc} \le I_{cp}$).
- Phương pháp phần tử hữu hạn: Tính toán nội lực trong thanh cột bê tông ly tâm và xà thép theo các tổ hợp tải trọng bất lợi nhất (gió vuông góc, gió $45^\circ$, đứt dây một pha, chế độ lắp đặt, quá điện áp) thông qua chương trình chuyên dụng SAP-2000.
- Phương pháp giải tích cơ học đất và móng: Kiểm tra ứng suất đáy móng ($\sigma_{max} \le 1,2 R_{tc}$; $\sigma_{tb} \le R_{tc}$), tính toán mô men gây lật so với mô men chống lật ($M_{cl} \ge M_l$), kiểm tra lực chống nhổ trụ móng ($N_{nhổ} \le N_{cn}$), và kiểm tra độ lún theo phương pháp cộng lún từng lớp phân tố ($S < S_{gh}$).
- Phương pháp phân tích tiếp địa: Tính toán điện trở tản dòng của hệ thống tiếp địa cọc tia hỗn hợp trong môi trường đất có điện trở suất khảo sát $\rho = 250 \ \Omega\cdot\text{m}$.
- Nguồn dữ liệu: Số liệu khảo sát địa hình, địa chất, khí tượng thủy văn huyện Thủy Nguyên; tài liệu quy hoạch của Công ty TNHH MTV Điện lực Hải Phòng (PCHP); bảng tra catalog thông số thiết bị từ các nhà chế tạo thiết bị điện.
Giải pháp thiết kế và triển khai kỹ thuật
Công trình được phân thành hai khối giải pháp kỹ thuật chính: phần đường dây trung áp 35kV và phần trạm biến áp phân phối 400kVA.
1. Thông số kỹ thuật thiết bị đường dây và trạm biến áp
| Thiết bị / Vật liệu |
Quy cách kỹ thuật chính |
Tiêu chuẩn chế tạo / Tiêu chuẩn áp dụng |
| Máy biến áp 3 pha |
400kVA - 35/0,4kV, kiểu kín hoặc hở ngâm dầu, làm mát ONAN, tổ đấu dây Dyn-11, mức ồn 59-60 dB |
IEC 60296:2020, ASTM D3487:2016 |
| Dao cách ly (DS) |
35kV, 3 pha kiểu quay ngang, ngoài trời, dòng định mức $I_n \ge 630\text{A}$, dòng ngắn mạch $25\text{kArms}$, cơ cấu thao tác bằng tay |
IEC 62271-102 |
| Chống sét van (LA) |
Oxit kim loại ZnO không khe hở, cấp DH, điện áp định mức $U_r \ge 48\text{kV}$, dòng phóng định mức $10\text{kA}$, vỏ Silicon Rubber/sứ |
IEC 60099-4 |
| Cầu chì tự rơi (FCO) |
35kV, 1 pha ngoài trời, cách điện polymer, cỡ chì loại K cắt nhanh (15K bảo vệ MBA 400kVA) |
ANSI C37.42 |
| Dây dẫn đường dây |
Dây nhôm lõi thép ACSR 70/11 $\text{mm}^2$, bọc mỡ trung tính chống ăn mòn, chịu nhiệt chảy giọt $>105^\circ\text{C}$ |
TCVN 5064-1994, IEC 61089:1997 |
| Cách điện treo |
Chuỗi treo thủy tinh cường lực, tải trọng phá hủy 70kN (U70BLP) hoặc 120kN (U120BP); chuỗi polymer CN-35 |
TCVN 7998-2, IEC 60305 |
| Cách điện đứng |
Sứ gốm tráng men SĐ-35 kiểu Pin Post, tải trọng phá hủy khi uốn $\ge 12,5\text{kN}$, đường rò $\ge 25\text{mm/kV}$ |
TCVN 7998-1, IEC 60383-1 |
| Tủ điện phân phối hạ áp |
Tủ trọn bộ 600A ngoài trời: 01 Aptomat tổng 600A, 04 Aptomat nhánh 250A, biến dòng CT 600/5A, 01 Vonmet, 03 Ampemet |
Gia công vỏ thép sơn tĩnh điện |
| Cáp lực tổng hạ áp |
Cáp đồng đơn lõi cách điện PVC 1kV, quy cách $3\times 185\text{mm}^2 + 2\times 95\text{mm}^2$, chiều dài 18m/sợi |
Tiêu chuẩn cáp lực hạ thế |
2. Giải pháp xây dựng và bố trí cơ học
- Cột điện: Sử dụng cột bê tông cốt thép ly tâm dự ứng lực chiều cao 12m, 14m và 16m sản xuất theo TCVN 5847-2016. Trạm biến áp được thiết kế kiểu trạm treo đặt trên giàn kết cấu gồm 02 cột bê tông ly tâm.
- Xà và kết cấu thép: Sử dụng thép hình, thép tấm mác SS400 (giới hạn chảy $\sigma_c = 2450\text{ daN/cm}^2$, bền kéo $\sigma_b = 4000 \div 5100\text{ daN/cm}^2$) hoặc SS540 ($\sigma_c = 4000\text{ daN/cm}^2$, $\sigma_b = 5400\text{ daN/cm}^2$). Toàn bộ xà, giá đỡ, chi tiết kim loại được mạ kẽm nhúng nóng với bề dày lớp mạ $\ge 80 \ \mu\text{m}$. Bu lông liên kết đạt cấp độ bền 4.6 và 5.6.
- Móng cột: Áp dụng móng trụ bê tông cốt thép kiểu lọ mực đúc tại chỗ cho các vị trí cột tuyến (cấp độ bền B15, lót B7,5). Móng cột trạm biến áp sử dụng móng khối bê tông cốt thép mác 150# (cấp độ bền B12,5) ký hiệu MT-3 và MT-4. Đất đắp hố móng đầm nén từng lớp dày 200mm đạt độ chặt $k = 0,85$, dung trọng tự nhiên sau đầm $\ge 1,3\text{ tấn/m}^3$.
- Hệ thống nối đất: Nối đất trạm biến áp sử dụng hệ thống cọc - tia hỗn hợp gồm 10 cọc thép góc mác CT3 quy cách L63x63x6 dài 2,5m đóng cách nhau 4m, liên kết bằng dây thép tròn CT3 đường kính $\emptyset 12$ đặt sâu $\ge 0,8\text{m}$, yêu cầu điện trở nối đất $R_{nđ} \le 4 \ \Omega$. Nối đất đường dây trung thế yêu cầu trị số $R_{tđ} \le 15 \ \Omega$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Tổng quát về công trình
Chương này công bố cơ sở pháp lý, mục tiêu đầu tư và các thông số quy mô dự án. Công trình thuộc dự án nâng cao độ tin cậy cung cấp điện khu vực Thủy Nguyên, gồm 0,5 km đường dây 35kV xây mới và 01 trạm biến áp treo công suất 400kVA-35/0,4kV. Tuyến đường dây thiết kế 1 mạch, 3 pha 3 dây, sử dụng dây nhôm lõi thép ACSR 70/11 $\text{mm}^2$ có mỡ bôi trơn chống ăn mòn. Hệ thống cột sử dụng cột bê tông ly tâm 14m và 16m đáp ứng hành lang an toàn lưới điện cao áp theo Nghị định 14/2014/NĐ-CP. Điểm đấu nối được lấy trực tiếp từ đường trục lộ 377E2.11 bằng cáp trần ACSR 70/11 $\text{mm}^2$.
Chương II: Các thiết bị chính trong trạm biến áp
Chương II thiết lập bảng tiêu chuẩn kỹ thuật của các trang thiết bị phân phối trong trạm:
- Điều kiện môi trường làm việc định mức: Nhiệt độ môi trường cực đại $45^\circ\text{C}$, cực tiểu $0^\circ\text{C}$, trung bình $28^\circ\text{C}$; độ ẩm tối đa 98%; sức gió thiết kế $160\text{ km/h}$; bức xạ mặt trời $1000\text{ W/m}^2$; gia tốc động đất 0,1g; chiều dài đường rò bề mặt cách điện $\ge 25\text{ mm/kV}$.
- Máy biến áp: Quy chuẩn dầu khoáng mới chưa qua sử dụng theo IEC 60296:2020 và ASTM D3487:2016 (độ nhớt ở $40^\circ\text{C} \le 12\text{ mm}^2\text{/s}$, điểm chớp cháy $\ge 135^\circ\text{C}$, hàm lượng nước $\le 30\text{ ppm}$, điện áp đánh thủng trước lọc $\ge 30\text{kV}$, sau lọc $\ge 70\text{kV}$). Mức cách điện chịu xung sét $180\text{kV}{peak}$, chịu tần số công nghiệp $75\text{kV}{rms}$. Quy định rõ bảng thời gian quá tải cho phép (từ bội số 1,05 đến 1,50 theo nhiệt độ môi trường và quá tải dòng điện tới 40% trong 6 giờ/ngày đêm liên tiếp 5 ngày).
- Khí cụ đóng cắt và bảo vệ: Dao cách ly 3 pha ngoài trời 35kV kiểu quay ngang chịu dòng ngắn mạch $25\text{kArms}$, chu kỳ đóng cắt cơ học 10.000 lần không bảo dưỡng. Chống sét van ô-xít kim loại ZnO không khe hở với điện áp làm việc liên tục $COV \ge 38\text{kV}{rms}$, khả năng hấp thụ năng lượng $Q{th} \ge 0,4\text{ C}$, $Q_{rs} \ge 1,4\text{ C}$. Cầu chì tự rơi FCO trang bị dây chì loại K cắt nhanh cỡ chì 15K, ống bảo vệ bằng giấy lưu hóa dập hồ quang.
- Dây dẫn và cách điện: Dây ACSR 70/11 có kết cấu 6 sợi nhôm đường kính 3,80mm bện quanh 1 sợi thép 3,80mm, khối lượng mỡ $6,6\text{ kg/km}$, lực kéo đứt $2393\text{ daN}$, điện trở suất ở $20^\circ\text{C}$ là $0,429 \ \Omega\text{/km}$. Chuỗi cách điện treo thủy tinh cường lực tải trọng 70kN và 120kN; sứ đứng gốm Pin Post chịu lực uốn phá hủy $\ge 12,5\text{kN}$.
Chương III: Các giải pháp kỹ thuật phần đường dây trung áp
Chương III trình bày điều kiện tự nhiên khu vực Thủy Nguyên (đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa ven biển, chịu gió bấc khô lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 và gió nồm nhiều mưa bão từ tháng 5 đến tháng 10). Tác giả thiết lập các phương trình cơ sở:
- Lựa chọn tiết diện dây theo $F_{kt} = I_{max} / J_{kt}$, kiểm tra tổn thất điện áp $\Delta U = (PR + QX)/U_{dd}$.
- Tính toán tải trọng cách điện sứ đỡ và chuỗi néo polymer ở ba chế độ: tải trọng ngoài lớn nhất, chế độ sự cố đứt dây và chế độ nhiệt độ trung bình năm.
- Cơ cấu móng và kết cấu xà: Sử dụng xà thép hình mạ kẽm nhúng nóng SS400/SS540. Khoảng cách pha - pha trên xà bằng đạt 0,925m - 1,025m cho xà đỡ và 1,2m cho xà néo (với dây trần). Tính toán móng lọ mực dựa trên kiểm tra tải trọng tiêu chuẩn $N_{tc}$, $M_{tc}$, mô men lật $M_l$, mô men chống lật $M_{cl}$ và lực chống nhổ $N_{cn}$. Bê tông móng dùng mác B15, lót B7,5; cốt thép dọc AI ($R_a = 2250\text{ kg/cm}^2$), AII ($R_a = 2250\text{ kg/cm}^2$), AIII ($R_a = 3600\text{ kg/cm}^2$) và bu lông neo CT38 ($R_k = 1500\text{ daN/cm}^2$).
- Nối đất tuyến đường dây: Trình bày thuật toán xác định điện trở nối đất $R_{1c}$ của cọc đơn, số lượng cọc sơ bộ $n$, điện trở thanh nối ngang $R_t$ và điện trở tổ hợp $R_n$ nhằm đảm bảo $R_{tđ} \le 15 \ \Omega$.
Chương IV: Các giải pháp kỹ thuật phần trạm biến áp
Chương IV chi tiết hóa kết cấu lắp đặt trạm biến áp treo 400kVA trên 2 cột bê tông ly tâm cao 12m và 14m:
- Thiết bị phía trung thế: Lắp đặt 01 bộ dao cách ly 3 pha, 01 bộ chống sét van 35kV và 01 bộ FCO 35kV tích hợp dây chì 15K.
- Hệ thống hạ áp: Tủ điện phân phối trọn bộ 600A gia công bằng thép sơn tĩnh điện gồm ngăn đo đếm phía trên (03 biến dòng đo lường, 03 biến dòng đo đếm CT 600/5A, 01 vôn mét kèm khóa chuyển mạch, 03 ampe mét, 01 bộ đèn báo pha) và ngăn đóng cắt phía dưới (01 Aptomat tổng 600A có chỉnh định dòng và 04 Aptomat nhánh 250A).
- Tuyến cáp lực hạ thế: Sử dụng cáp đồng 1 lõi cách điện PVC 1kV, tiết diện $3\times 185\text{mm}^2 + 2\times 95\text{mm}^2$, chiều dài 18m mỗi sợi.
- Xây dựng móng trạm và tiếp địa: 02 móng khối bê tông cốt thép đổ tại chỗ mác 150# (B12,5) loại MT-3 và MT-4. Tiếp địa dùng 10 cọc thép góc L63x63x6 dài 2,5m liên kết tia thép tròn $\emptyset 12$ chôn sâu 0,8m, đạt trị số điện trở tản $R_{nđ} \le 4 \ \Omega$.
Chương V: Các phương án xây lắp chính
Chương V lập biện pháp tổ chức thi công đường dây và trạm biến áp:
- Công tác đào hố móng: Kết hợp thủ công và cơ giới sử dụng máy đào mini bánh xích dung tích gầu 0,07 - 0,23 $\text{m}^3$. Độ dốc mái đào quy định theo TCVN 4447-2012 (đất cấp III tỷ lệ 1:0,5; đất cấp IV tỷ lệ 1:0).
- Ván khuôn và giàn giáo: Yêu cầu chất chống dính ván khuôn không ăn mòn thép, gỗ cốp pha đạt chuẩn TCVN 1075:1971.
- Gia công và lắp dựng cốt thép: Tuân thủ TCVN 4453:1995 và TCVN 5574:2012. Quy định sai số cắt uốn (chiều dài cốt thép chịu lực $\pm 5\text{mm/m}$, điểm uốn $\pm 20\text{mm}$, góc uốn $\pm 30'$). Mối nối buộc hoặc hàn không được vượt quá 25% diện tích mặt cắt với thép tròn trơn và 50% với thép có gờ. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ quy định: cổ cột 50mm; móng có lót lấp đất 30mm; móng không lấp đất 50mm; bố trí con kê bê tông kích thước 5-7cm với mật độ không thưa quá 1m/điểm.
- Đổ và bảo dưỡng bê tông: Quy định tỷ lệ cấp phối được phòng thí nghiệm kiểm định. Thứ tự nạp liệu máy trộn: 15-20% nước, sau đó nạp xi măng và cốt liệu cùng lúc rồi cấp nốt lượng nước còn lại. Bảng thời gian trộn quy định từ 1,0 đến 3,0 phút tùy độ sụt và dung tích bồn trộn. Lắp dựng cột bê tông ly tâm bằng phương pháp căn chỉnh tim mốc bu lông đế móng, xiết đai ốc kèm đệm phẳng, đệm vênh và ốc hãm chống tuột.
Chương VI: Biện pháp an toàn trong thi công
Chương VI nêu các quy định chung về an toàn lao động trong thi công đường dây và trạm biến áp: tổ chức rào chắn, biển cảnh báo, tiếp địa di động khi thi công gần nguồn mang điện, quy trình cắt điện bàn giao hiện trường và trang bị bảo hộ cá nhân cho công nhân xây lắp điện.
Chương VII: Bảng thống kê vật tư thiết bị và các bản vẽ chi tiết kèm theo
Chương VII tổng hợp danh mục vật tư thiết bị chính (máy biến áp, dao cách ly, FCO, chống sét van, cáp điện, phụ kiện xà sứ, cột ly tâm, thép cọc tiếp địa) và viện dẫn hệ thống bản vẽ thiết kế thi công gồm mặt bằng tuyến đường dây, sơ đồ nguyên lý đấu nối trạm biến áp, bản vẽ lắp ghép giàn trạm treo trên 2 cột và chi tiết kết cấu móng lọ mực.
Kết quả và đóng góp
Đồ án hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật công trình phân phối điện theo nhiệm vụ được giao:
- Tính toán lựa chọn đồng bộ hệ thống thiết bị đường dây và trạm: Xác định dây dẫn ACSR 70/11 $\text{mm}^2$ thỏa mãn mật độ dòng điện kinh tế ($J_{kt} = 1,1 \text{ A/mm}^2$) và giới hạn tổn thất điện áp cho tuyến dây 0,5 km; lựa chọn trạm biến áp 400kVA-35/0,4kV đáp ứng công suất phụ tải chống quá tải; xác lập cấu hình tủ phân phối hạ áp 600A (01 AB tổng 600A, 04 AB nhánh 250A) và tuyến cáp hạ áp $3\times 185\text{mm}^2 + 2\times 95\text{mm}^2$.
- Thiết lập giải pháp xây dựng phù hợp điều kiện địa bàn: Chọn cột ly tâm 12m-16m theo TCVN 5847-2016; kết cấu móng lọ mực B15 chịu lực nhổ và chống lật ổn định trên nền đất đồng ruộng yếu; hệ thống tiếp địa cọc tia L63x63x6 mạ kẽm nhúng nóng đạt trị số an toàn $R_{nđ} \le 4 \ \Omega$ cho trạm và $R_{tđ} \le 15 \ \Omega$ cho đường dây.
- Đóng góp thực tiễn: Đề xuất phương án thiết kế bám sát thực tế quy hoạch điện lực Hải Phòng, cung cấp quy trình thi công xây lắp và kiểm soát dung sai bê tông cốt thép chi tiết theo hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành, làm cơ sở triển khai thi công thực tế tại lộ 377E2.11 huyện Thủy Nguyên.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Văn bản đồ án thể hiện một số giới hạn kỹ thuật gắn liền với phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi thiết kế giới hạn ở quy mô trạm treo ngoài trời công suất 400kVA và đoạn đường dây nhánh 0,5km đấu nối trực tiếp vào lưới 35kV hiện hữu, chưa mở rộng phân tích tính toán trào lưu công suất tổng thể trên toàn bộ lộ 377E2.11.
- Về địa chất, đồ án mới dừng ở tính toán móng nông kiểu lọ mực dựa trên tài liệu khảo sát địa chất đại diện vùng đồng ruộng, chưa xét tới các giải pháp móng cọc sâu nếu tuyến đi qua các dải địa tầng bùn lầy đặc biệt phức tạp.
- Hướng mở tiếp theo: Nghiên cứu tích hợp các thiết bị đóng cắt tự động thông minh (Recloser/LBS) có kết nối điều khiển xa SCADA về Trung tâm điều độ hệ thống điện Hải Phòng, và đánh giá mở rộng dung lượng trạm khi phụ tải công nghiệp huyện Thủy Nguyên tăng trưởng trong các năm tiếp theo.
Giá trị tham khảo
Đồ án có giá trị tham khảo thiết thực cho các đối tượng:
- Sinh viên chuyên ngành Điện Tự động công nghiệp, Hệ thống điện, Kỹ thuật điện tại các trường đại học kỹ thuật: Tài liệu tham khảo trực tiếp về cấu trúc một đồ án tốt nghiệp thiết kế đường dây trung áp và trạm biến áp phân phối hoàn chỉnh.
- Kỹ sư thiết kế và cán bộ giám sát xây lắp điện: Tham khảo quy trình lựa chọn thông số kỹ thuật thiết bị 35kV (dầu máy biến áp, dao cách ly, chống sét van ZnO, cầu chì FCO), phương pháp kiểm toán móng trụ lọ mực và quy định dung sai thi công cốt thép, cốp pha theo TCVN.
- Phần đáng tham khảo nhất: Bảng quy chuẩn kỹ thuật chi tiết của dầu máy biến áp, bảng kiểm tra quá tải MBA, quy trình tính toán lực cách điện và chỉ dẫn kỹ thuật thi công móng bê tông tại Chương II, Chương III và Chương V.
Câu hỏi thường gặp
1. Máy biến áp trong đồ án sử dụng loại dầu cách điện nào và yêu cầu điện áp đánh thủng là bao nhiêu?
Máy biến áp sử dụng loại dầu khoáng mới chưa qua sử dụng, có phụ gia kháng oxy hóa (hàm lượng 0,08% đến 0,4% khối lượng), đáp ứng tiêu chuẩn IEC 60296:2020 loại A (mã "I") hoặc ASTM D3487:2016. Yêu cầu điện áp đánh thủng trước khi lọc sấy là $\ge 30\text{ kV}$, và sau khi lọc sấy đạt $\ge 70\text{ kV}$.
2. Tiết diện dây dẫn và quy cách kết cấu của dây đường dây 35kV được chọn như thế nào?
Đường dây sử dụng dây nhôm lõi thép ACSR 70/11 $\text{mm}^2$ có bôi mỡ trung tính chịu nhiệt (nhiệt độ chảy giọt không dưới $105^\circ\text{C}$, khối lượng mỡ $6,6\text{ kg/km}$). Kết cấu dây gồm 6 sợi nhôm đường kính 3,80mm bện cùng 1 sợi thép đường kính 3,80mm; đường kính tổng 11,4mm; lực kéo đứt danh định 2393 daN.
3. Trạm biến áp 400kVA bố trí thiết bị bảo vệ và cấu hình tủ điện hạ áp ra sao?
Phía trung áp trạm được bảo vệ bằng 01 bộ dao cách ly 3 pha, 01 bộ chống sét van ZnO 35kV không khe hở và 01 bộ cầu chì tự rơi FCO 35kV lắp dây chì loại K 15K. Phía hạ áp lắp đặt tủ điện trọn bộ 600A gồm 01 Aptomat tổng 600A, 04 Aptomat nhánh 250A, biến dòng đo đếm CT 600/5A và hệ thống đồng hồ đo điện áp, dòng điện.
4. Yêu cầu điện trở nối đất của đường dây và trạm biến áp được tính toán đạt bao nhiêu?
Hệ thống tiếp địa trạm biến áp sử dụng 10 cọc thép góc L63x63x6 dài 2,5m kết hợp mạch tia tròn $\emptyset 12$ chôn sâu $0,8\text{m}$, yêu cầu điện trở nối đất $R_{nđ} \le 4 \ \Omega$. Đối với đường dây 35kV trên khu vực có điện trở suất đất $\rho = 250 \ \Omega\cdot\text{m}$, trị số điện trở nối đất yêu cầu $R_{tđ} \le 15 \ \Omega$.
5. Kết cấu móng và yêu cầu dung sai cốt thép khi thi công móng cột quy định như thế nào?
Móng cột tuyến sử dụng móng trụ bê tông cốt thép kiểu lọ mực (bê tông mác B15, lót B7,5). Sai lệch cốt thép gia công theo TCVN 4453:1995: chiều dài cốt thép chịu lực cho phép sai lệch $\pm 5\text{mm}$ trên mỗi mét dài và không quá $\pm 20\text{mm}$ trên toàn bộ chiều dài; sai lệch vị trí điểm uốn không quá $\pm 20\text{mm}$; sai lệch góc uốn không quá $\pm 30'$.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế đường dây và TBA 400kVA-35/0,4kV Thủy Nguyên 1 lộ 377E2.11" của sinh viên Nguyễn Văn Quang đã giải quyết đầy đủ và khoa học các yêu cầu kỹ thuật từ khâu tính toán phụ tải, lựa chọn khí cụ điện đến thiết kế kết cấu xây dựng và biện pháp thi công. Các thông số kỹ thuật được lựa chọn chuẩn xác dựa trên tiêu chuẩn chuyên ngành hiện hành, đáp ứng mục tiêu chống quá tải và tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho huyện Thủy Nguyên. Công trình là bản thiết kế hoàn chỉnh, có tính ứng dụng thực tiễn cao và đóng vai trò tài liệu tham khảo giá trị cho sinh viên và kỹ sư ngành kỹ thuật điện.
