xác định phụ tải tính toán của khu công nghiệp - thiết kế cung cấp điện cho khu công nghiệp

Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu : - Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i kW - Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I

I VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ 6

II ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ PHỤ TẢI 6

III ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ 8

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY VÀ KHU CÔNG NGHIỆP 2 1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.9 2.1.1 Khái niệm về phụ tải tính toán 9

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 9

2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY LIÊN HỢP DỆT 13

2.2.1 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 13

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác trong toàn nhà máy 19

2.2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 23

2.2.4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy 23

2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP 25

2.3.1 Xác định phụ tải tính toán của toàn khu công nghiệp 25

2.3.2 Biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp 26

CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO KHU CÔNG NGHIỆP 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠNG CAO ÁP CỦA KHU CÔNG NGHIỆP .27 3.2 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH CỦA KHU CÔNG NGHIỆP 27

3.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 28

3.1 Xác định tâm phụ tải của khu công nghiệp 28

3.2 Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện 29

3.4 SƠ BỘ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 31

3.4.1 Chọn công suất trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp 31

3.4.2 Chọn tiết diện dây dẫn 32

3.4.3 Chọn máy cắt 40

3.5 TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 44

2.5.1 Phương án đi dây 1 45

2.5.2 Phương án đi dây 2 49

3.6 THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN 53

2.6.1 Chọn dây dẫn 110kV từ hệ thống về khu công nghiệp 53

2.6.2 Tính ngắn mạch cho mạng cao áp 53

2.6.3 Chọn và kiểm thiết bị điện cho mang cao áp của khu công nghiệp 57

2.6.4 Kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp của MBATT đã chọn sơ bộ 58

Sinh viên thực hiện: Phan Tuấn Nghĩa / Hệ thống điện1 – Khóa 47 2

Trang 2

2.6.5 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp của khu công nghiệp 60

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY LIÊN HỢP DỆT 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 61

4.2 C ÁC PHƯƠNG ÁN CUNG C Ấ P ĐI Ệ N CHO NHÀ MÁY 61

4.2.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng 61

4.2.2 Chọn các máy biến áp phân xưởng 62

4.2.3 Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng 63

4.3.PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC TBAPX 64

4.3.1.Các phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng 64

4.3.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian , trạm phân phối trung tâm của nhà máy: 66

4.3.3 Lựa chọn phương án nối dây của mạng cao áp 67

4.4 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 70

4.4.1 Phương án 1 70

4.4.2.Phương án 2 77

4.4.3.Phương án 3 79

4.4.4.Phương án 4 83

4.5 THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY: 87

4.5.1.Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm 87

4.5.2 Chọn cáp cao áp và hạ áp của nhà máy 87

4.5.3 Tính toán ngắn mạch để lựa chọn các thiết bị điện 87

4.5.4.Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện 91

4.6.T HUY Ế T MINH VÀ V Ậ N HÀNH SƠ Đ Ồ 100

4.6.1 Khi vận hành bình thường 100

4.6.2 Khi bị sự cố 100

4.6.3 Khi cần sửa chữa định kỳ 100

CHƯƠNGV THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 5.1 ĐÁNH GIÁ VỀ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG SỦA CHỮA CƠ KHÍ 101

5.2.LỰ A CH Ọ N SƠ Đ Ồ CUNG C Ấ P ĐIÊN CHO PHÂN XƯ Ở NG : 101

5.2.1 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điên cho phân xưởng: 101

5.2.2 Chọn vị trí tủ động lực và phân phối: 104

5.2.3 Sơ đồ đi dây trên mặt bằng và phương thức lắp đặt các đường cáp: 104

5.3 LỰ A CH Ọ N T Ủ PHÂN PH Ố I VÀ T Ủ Đ Ộ NG L Ự C 104

5.3.1 Nguyên tắc chung: 104

5.3.2 Chọn tủ phân phối 104

5.3.3 Chọn tủ động lực và dây dẫn từ tủ động lực tới các thiết bị 106

5.4.T ÍNH NG Ắ N M Ạ CH PHÍA H Ạ ÁP C Ủ A PXSCCK Đ Ể KI Ể M TRA CÁP VÀ ATM.109 5.4.1.Các thông số của sơ đồ thay thế : 110

Trang 3

5.4.2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn : 111

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1 MỤC ĐÍCH VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾU SÁNG: 115

6.2 HỆ TH Ố NG CHI Ế U SÁNG 115

6.2.1 Các hình thức chiếu sáng: 115

6.2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng 115

6.2.3.Chọn loại đèn chiếu sáng 115

6.2.4 Chọn độ rọi cho các bộ phận 116

6.3 T ÍNH TOÁN CHI Ế U SÁNG : 116

6.4 T HI É T K Ế M Ạ NG ĐI Ệ N CHI Ế U SÁNG 118

CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 7.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 122

7.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ 123

7.3 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 123

7.3.1.Xác định dung lượng bù 123

7.3.2 Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng 123

CHƯƠNG VIII THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP B3 8.1 S Ơ Đ Ồ NGUYÊN LÝ VÀ L Ự A CH Ọ N CÁC PH Ầ N T Ử CƠ B Ả N C Ủ A TR Ạ M 130

8.1.1 Chọn máy biến áp B3 132

8.1.2 Chọn thiết bị phía cao áp : 132

8.1.3 Chọn thiết bị hạ áp 132

8.2 T HI Ế T K Ế H Ệ TH Ố NG N Ố I Đ Ấ T CHO TR Ạ M BI Ế N ÁP PHÂN XƯ Ở NG .135

8.2.1 Hệ số nối đất của trạm biến áp phân xưởng B3 135

8.2.2 Tính toán hệ thống nối đất: 135

8.3 KẾ T C Ấ U TR Ạ M VÀ SƠ Đ Ồ B Ố TRÍ CÁC THI Ế T B Ị TRONG TR Ạ M 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 Sinh viên thực hiện: Phan Tuấn Nghĩa / Hệ thống điện1 – Khóa 47 4

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng Do yêu cầu phát triển của đấtnước thì điện năng cũng phát triển để theo kịp nhu cầu về điện Để có thể đưa điện năngtới các phụ tải cần xây dựng các hệ thống cung cấp điện cho các phụ tải này Lĩnh vựccung cấp điện hiện là một lĩnh vực đang có rất nhiều việc phải làm Để đáp ứng nhu cầungày càng tăng của sản xuất, truyền tải điện năng nói chung và thiết kế cung cấp điện nóiriêng, trường ĐH Bách Khoa Hà Nội đang đào tạo một đội ngũ đông đảo các kỹ sư hệthống điện

Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, em được phân công về phần thiết kếcung cấp điện Được sự hướng dẫn, giảng dạy nhiệt tình của các thầy, cô giáo trong bộmôn và đặc biệt là của thầy Bạch Quốc Khánh , em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao.Mặc dù đã rất cố gắng nhưng kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án của em

có thể còn nhiều sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bạch Quốc Khánh cùng các thầy cô giáokhác trong bộ môn Hệ Thống Điện

Hà Nội , ngày 10 tháng 5 năm 2007

Sinh viên thực hiện:

Phan Tuấn Nghĩa

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU CÔNG NGHIỆP

Trang 5

I.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ:

Khu công nghiệp được xây dựng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai, trên một diện tíchrộng lớn gồm có 5 nhà máy và một khu dân cư Các nhà máy đều là những nhà máy côngnghiệp nhẹ và dân dụng, có công suất vừa và nhỏ, nhưng có tầm quan trọng khá lớn trongnền kinh tế quốc dân Do đó ta xếp các nhà máy và khu dân cư vào hộ loại một, cần đượccung cấp điện liên tục và an toàn

II ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ PHỤ TẢI

Phụ tải điện của khu công nghiệp được cấp điện từ nguồn hệ thống có khoảng cách

15 km qua đường dây trên không nhôm lõi thép với cấp điện áp là 35 kV hoặc 110 kV.Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực 400 MVA Thời gian xâydựng công trình là 1năm, suất triết khấu là 12%/năm, thời gian vận hành công trình là 30năm

Bảng 1.1 – Phụ tải khu công nghiệp

Trang 6

Bảng 1.2 – Phụ tải của nhà máy liên hợp dệt

10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích

Trang 7

III.ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ

Khu công nghiệp bao gồm một khu liên hợp, được xây dựng gần với khu dân cư đểtạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất và sinh hoạt vừa tiết kiệm vốn đầu tư xây dựng mạngđiện cho khu công nghiệp Đây đều là nhũng ngành công nghiệp nhẹ và các nhà máy hoạtđộng độc lập

Trang 8

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA

KHU CÔNG NGHIỆP

1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1 Khái niệm về phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế hệ thống cungcấp điện

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tảithực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói một cách khác, phụ tải tính toáncũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra.Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn vềmặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành

1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải tính toán, nhưngcác phương pháp được dùng chủ yếu là:

a Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu :

- Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW)

- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết

bị ( kW, kVAR, kVA )

- n : số thiết bị trong nhóm

- Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện Nhược điểm của phươngpháp này là kém chính xác Bởi hệ số nhu cầu tra trong sổ tay là một số liệu cố định chotrước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm

Trang 9

b Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất :

M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm

Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh )

Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ )

Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổinhư : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tảitrung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác

d Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

n : Số thiết bị điện trong nhóm

Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm

Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ

Kmax = f ( nhq, Ksd )

nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất vàchế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau )

0 tt

max

M.W

P =

T

Trang 10

Công thức để tính nhq như sau :

2 n

dmi i=1

dmi i=1 hq

+ Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :

.Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max

.Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :

Trang 11

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* )

Kd : hệ số đóng điện tương đối phần trăm

Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha

+ Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm

Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệuquả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :

n

i=1

Trong đó : Kt là hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :

Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

e Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng

P A



Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T

Trang 12

f Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương

Công thức tính : Ptt = Ptb ± β.δ

Trong đó : β : hệ số tán xạ

δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị củaphân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trongtính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà

chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành

g Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khithiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm làm việcbình thường và được tính theo công thức sau :

Iđn = Ikđ max + Itt – Ksd.Iđm max

Trong đó :

Ikđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

Itt - dòng tính toán của nhóm máy

Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động

Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY LIÊN HỢP DỆT

2.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí

2.1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải điện trong phân xưởng sửa chữa cơ khí.

- Các thiết bị phần lớn đều làm việc ở chế độ dài hạn Chỉ có phụ tải máy biến áp hàn làmviệc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và sử dụng điện áp dây Do đó cần quy đổi về chế độ làmviệc dài hạn :

P = 3.P qd dm k d% = 3.24, 6 0, 25 = 21,3(kW)

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm chiều dài

Bảng 2-1 : Bảng phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trang 13

TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên

mặt bằng

Số lượng

4 Máy tiện ren cấp chính xác

cao

Trang 14

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

( Các gíá trị ksd, cosφ và kmax tra ở phụ lục …….)

a Tính toán cho nhóm 1

Bảng 2-2: Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1

trên mặt bằng

đặt

( kW)

Côngsuất toàn bộ

(kW)

Nhóm 1

4 Máy tiện ren cấp chính xác

cao

Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq = nhq*.n = 10,08

Tra hụ lục 1.5 TL1 với ksd = 0,15 và nhq = 10 tìm được kmax = 2,1

Trang 15

Tính toán tương tự cho các nhóm phụ tải còn lại

Ta có bảng tổng kết phụ tải điện phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trang 16

Bảng 2.3 – Kết quả phân nhóm phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Tên nhóm và thiết bị

Ký hiệu trên bản vẽ

P tt (kW)

Q tt (kVAr )

S tt (kVA)

Nhóm 1

Trang 18

2.1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí xác định theo phương pháp suấtchiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

Pcs = po.F

Trong đó :

po : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2 )

F : Diện tích được chiếu sáng (m2)

Trong phân xưởng SCCK hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt Tra PL 1.7 TL1 tatìm được po = 14 W/m2

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng :

Pcs = po.F = 14.363,25 = 5,12 (KW)

Qcs = Pcs.tgφcs = 0 (đèn sợi đốt cosφcs = 0 )

2.1.4 Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng

* Phụ tải tác dụng ( động lực ) của toàn phân xưởng :

Trong đó Kdt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng , lấy Kdt = 0,9

* Phụ tải phản kháng của phân xưởng :

2.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác trong toàn nhà máy

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây ta sửdụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.2.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu :

Trang 19

- Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( kW)

- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết

bị ( kW, kVAR, kVA )

- n : số thiết bị trong nhóm

- Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay tra cứu

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng

Việc tính toán cho các phân xưởng là hoàn toàn giống nhau Ta tính một phân xưởngmẫu Lấy phân xưởng mộc làm ví dụ:

Tính toán cho phân xưởng mộc

Công suất đặt 150 kW, diện tích 750 m2;

Tra phụ lục 1.3 TL1 ta có: Knc = 0,4 ; cosφ = 0,7 ; tgφ = 1,02 Ở đây ta dùng đèn sợi đốt

có cosφcs =1 ; tgφcs = 0

Tra phụ lục 1.2 ta có suất chiếu sáng po = 14 W/m2

Công suất tính toán động lực

Trang 20

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại Riêng đối với khu nhà văn phòng ta chọnđèn huỳnh quang có cosφcs =0,85 ; tgφcs = 0,62 còn lại ta dùng đèn sợi đốt có cosφcs = 1;tgφcs = 0 Ta có bảng tổng kết sau đây:

Trang 21

Bảng 2.4 - Kết quả tính toán phụ tải các phân xưởng

Cosφ/

tgφ

F (m2)

Trang 22

2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

* Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

Trong đó : Kdt hệ số đồng thời lấy bằng 0,85

Pttpxi phụ tải tính toán của các phân xưởng dã xác định được ở trên

Pttnm = 0,85 4892,6 = 4158,71 ( KW)

Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy :

Qttnm = Kdt

9 ttpxi i=1

Q

 = 0,85.4652,09 = 3950,05 (KVAr)Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy :

2.4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy

2.4.1Tâm phụ tải điện

Tâm phụ tải điện là điểm thhoả mãn điều kiện momen phụ tải đạt giá trị cực tiểu

Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ I đến tâm phụ tải

Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:

n

i i i=1

i i=1

xo; yo ; zo toạ độ của tâm phụ tải điện

xi ; yi ; zi toạ độ của phụ tải thứ I tính theo một hệ trục toạ độ XYZ tuỳ chọn

Si công suất của phụtải thứ i

Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặtcác trạm biến áp , trạm phân phối , tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dâydẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

Sinh viên thực hiện: Phan Tuấn Nghĩa / Lớp Hệ Thống Điện 1Khóa 47 23

Trang 23

-2.4.2 Biểu đồ phụ tải điện:

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm củaphụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳchọn Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tảitrong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện.Biểu đồ phụ tải điện dược chia thành hai phần : Phần phụ tải động lực ( phần hình quạtgạch chéo ) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng )

Để vẽ dược biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởngphân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình họccủa phân xưởng trên mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức :

i i

S

R =

m.Π

Trong đó : m là tỉ lệ xích , ở đây chọn m = 3 kVA/ mm2

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ dược xác định theo công thức sau:

cs cs

tt

360.P

α =

P

Kết quả tính toán Ri và αcsi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong bảng sau:

Bảng 2.5- Bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng

TT Tên phân xưởng Pcs,

kW Ptt, kW

Stt, ,kVA

Tâm phụ tải

R,m

m αcso

x,mm

y,mm

Trang 24

-Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy

O

2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

2.3.1 Xác định phụ tải tính toán của toàn khu công nghiệp

Tính toán tương tự như cho các phân xưởng vói hệ số đồng thời của khu công nghiệp lấy

bằng 0,8 ta có kết quả

Bảng 2.6 – Kết quả tính toán phụ tải của toàn nhà máy

Trang 25

-Phụ tải tính toán tác dụng của khu công nghiệp

2.3.2 Xác định tâm phụ tải khu công nghiệp và vẽ biểu đồ phụ tải

Tương tự ta xác định được bán kính và tọa độ tâm phụ tải của các nhà máy như sau

Bảng 2.7- Tọa độ tâm phụ tải và bán kính R của phụ tải của các nhà máy.

)

Y(mm) R (mm) Stt (kVA)

1 Nhà máy chế tạo phụ tùng ô tô xe

biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp

1 3382,35

6 5000

2 1536,76

5

5735,66

3 3300

4 2285.71

O

Trang 26

-CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

3.1 KHÁI NIỆM MẠNG CAO ÁP KHU CÔNG NGHIỆP

HÖ thèng cung cÊp ®iÖn khu c«ng nghiÖp

HÖ thèng cung cÊp ®iÖn nhµ m¸y 3 M¹ng cao ¸p khu c«ng nghiÖp

Mạng cao áp nhận điện từ HTĐ đến máy biến áp nguồn cung cấp cho các nhà máy Thiết kế đứng trên quan điểm của nhà cấp điện, chỉ xét chi phí vốn đầu tư ở phạm

vi khu công nghiệp không xét trong các nhà máy

3.2 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH

Cấp điện áp vận hành là cấp điện áp liên kết hệ thống cung cấp điện của khu côngnghiếp với Hệ thống điện Cấp điện áp vận hành phụ thuộc vào công suất truyền tải vàkhoảng cách truyền tải theo một quan hệ khá phức tạp

Công thức kinh nghiệm để chọn cấp điện áp truyền tải:

Trong đó :

P – công suất tính toán của nhà máy ( kW)

l – khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy ( km)

Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là :

Phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến sự phát triển của phụ tải trong tương lai

St = S0.(1+α.t)

Trang 27

-Trong đó

St - Phụ tải tính toán dự báo tại thời diểm sau t năm

S0 - phụ tải tính toán xác định tại thời điểm ban đầu

t - số năm dự báo lấy t= 10 năm

α - hệ số gia tăng của phụ tải lấy α = 0.05

3.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

3.3.1Tâm phụ tải điện

Tâm phụ tải điện là điểm thhoả mãn điều kiện momen phụ tải đạt giá trị cực tiểu

Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:

n

i i i=1

i i=1

xo; yo ; zo - toạ độ của tâm phụ tải điện

xi ; yi ; zi - toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ OXYZ tuỳ chọn

Si - công suất của phụtải thứ i

n - số phụ tải điện

Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặtcác trạm biến áp , trạm phân phối , tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dâydẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

Tâm phụ tải điện của khu côg nghiệp:

Trang 28

Tõm phụ tải của khu cụng nghiệp là Mo(xo;yo) = Mo(77,06; 58,54 )

3.3.2 Đề xuất cỏc phương ỏn và sơ đồ cung cấp điện:

Cỏc chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nú

Vỡ vậy cỏc sơ đồ cung cấp điện phải cú chi phớ nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yờu cầu của cỏc hộ tiờu thụ, an toàn trong vận hànhkhả năng phỏt triển trong tương lai và tiếp nhận cỏc phụ tẩi mới

Ta đề xuất 2 kiểu sơ đồ nối điện chớnh như sau:

a Kiểu đi dõy 1 :

từ hệ thống điện đến

BATT

Sinh viờn thực hiện: Phan Tuấn Nghĩa / Lớp Hệ Thống Điện 1Khúa 47 29

Trang 29

-b Kiểu đi dõy 2:

từ hệ thống điện đến

BATT

3.4 SƠ BỘ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

3.4.1 Chọn cụng suất trạm biến ỏp trung tõm của khu cụng nghiệp.

Cỏc nhà mỏy trong khu cụng nghiệp được xếp vào hộ loại I với phụ tải tớnh toỏn của

cả khu cụng nghiệp cú kể đến sự phỏt triển trong 10 năm tới là:

Trang 30

Tên trạm TBATT Sdm

[kVA] Uc/Uh [kV]

P0[kW]

Pn[kW]

Un[%]

I0[%]

TDH-25000/110 25000 115/(35-22-11) 29 120 10,5 0,8

3.4.2 Chọn thiết diện dây dẫn

Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp về tới các nhàmáy sử dụng đường dây trên không, lộ kép, dây nhôm lõi thép Trong một số trường hợp

ta có thể dùng nhiều xuất tuyến từ TBATT tới các nhà máy

Các nhà máy trong khu công nghiệp có Tmax lớn nên dây dẫn sẽ được chọn theođiều kiện mật độ dòng kinh tế Jkt (tra theo bảng 4.1 trang143 TL5)

Khi đó mật độ dòng kinh tế Jkt của các nhà máy được chọn ở bảng 2.1

Đối với mạng điện khu vực tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế củadòng điện nghĩa là :

max kt

Stt nm ở đây lấy theo phụ tải dự báo

Trang 31

-Với lưới trung áp do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn vì thế ta phải

kiểm tra theo điều kiện tổn thất cho phép:

Qtt(10)(kVAr)

Stt(10)(kVA)

Tmax(h)

Jkt(A/

3.4.2.1 Phương án đi dây 1

Với cấp điện áp trung áp U TA = 35 kV

 Chọn dây dẫn từ TBATT đến nhà máy chế tạo phụ tùng ôtô xe máy

- Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:

- Kiểm tra dây dẫn khi sự cố đứt 1 dây:

Isc=2.Ilvmax = 2.41,85= 83,69 A < Icp = 210A

Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố

- Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp:

Trang 32

-Với dây AC-50 có khoảng cách trung bình hình học là Dtb=2m, với các thông số kỹ thuật

r0 = 0,65/km; x0 = 0,392 /km; l = 10,48 km

2 dm

2

U3450.0,65.10,48+3719,97.0,392.10,48

1000.2.35

U% = 1,58% < Ucp% = 5% Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện ápcho phép

PttNM, QttNM tính theo đơn vị MW và MVAr

Vậy chọn dây AC-50.

 Chọn dây dẫn từ TBATT đến các nhà máy còn lại trong khu CN

Tương tự với các đường dây còn lại ta có kết quả ở bảng 3.2:

Với cấp điện áp trung áp 22kV ta cũng tiến hành tương tự kết quả ở bảng 3.3:

Ta nhận thấy với cấp điện áp trung áp là 10 kV thì phải dùng rất nhiều dây dẫn khôngphù hợp vói thiết kế thực tế nên ta loại phương án có cấp điện áp trung áp là 10 kV

3.4.2.2 phương án đi dây 2

Tính toán tương tự như phương án 1 với 2 cấp điện áp trung áp 35kV, 22kVkết quả cho ở

các bảng: bảng 3.5; bảng 3.6

Trang 33

-Bảng 3.2 Thông số đường dây trên không cấp điện áp 35kV– PA1

Đường dây (kW)Ptt (kW)Qtt (kVA)Stt (km)l Lộ I(A)lvmax (mm2)Ftkt Dây (A)Isc (A)Icp (/km)r0 (/km)x0

U cp (%)

TBA-NMchế tạo phụ tùng ô tô xe

máy 3450.00 3719.97 5073.53 10.48 2 41.85 38.04 AC-50 83.69 210 0.650 0.392 1.58 TBA-Nhà máy chế biến gỗ 1567.50 1690.16 2305.15 19.89 2 19.01 17.28 AC-50 38.03 210 0.650 0.392 1.37 TBA-Nhà máy đường 3465.00 3535.01 4950.00 10.30 2 40.83 37.12 AC-50 81.65 210 0.650 0.392 1.53 TBA-Nhà máy chế biến nông sản 2400.00 2448.49 3428.57 17.82 2 28.28 25.71 AC-50 56.56 210 0.650 0.392 1.83 TBA-Nhà máy dệt 6238.07 5925.07 8603.49 6.03 2 70.96 64.51 AC-70 141.92 265 0.460 0.382 1.26 TBA-Khu dân cư 6000.00 4500.00 7500.00 9.98 2 61.86 56.24 AC-70 123.72 265 0.460 0.382 1.82

Trang 34

-Bảng 3.3 Thông số đường dây trên không cấp điện áp 22kV – PA1

U cp (%)

TBA-NMchế tạo phụ tùng ô tô xe máy 3450.00 3719.97 5073.53 10.48 2 66.57 60.52 AC-70 133.15 265 0.460 0.382 3.26 TBA-Nhà máy chế biến gỗ 1567.50 1690.16 2305.15 19.89 2 30.25 27.50 AC-50 60.49 210 0.650 0.392 3.45 TBA-Nhà máy đường 3465.00 3535.01 4950.00 10.30 2 64.95 59.05 AC-70 129.90 265 0.460 0.382 3.13 TBA-Nhà máy chế biến nông sản 2400.00 2448.49 3428.57 17.82 2 44.99 40.90 AC-50 89.98 210 0.650 0.392 4.64 TBA-Nhà máy dệt 6238.07 5925.07 8603.49 6.03 2 112.89 102.63 AC-120 225.78 380 0.270 0.365 2.40 TBA-Khu dân cư 6000.00 4500.00 7500.00 9.98 2 98.41 89.47 AC-95 196.82 330 0.330 0.371 3.76

Trang 35

U cp (%)

TBA-NMchế tạo phụ tùng ô tô xe máy 3450.00 3719.97 5073.53 10.48 8 36.62 33.29 AC-50 41.85 210 0.650 0.392 4.85 TBA-Nhà máy chế biến gỗ 1567.50 1690.16 2305.15 19.89 6 22.18 20.16 AC-70 26.62 265 0.460 0.382 4.53 TBA-Nhà máy đường 3465.00 3535.01 4950.00 10.30 6 47.63 43.30 AC-150 57.16 265 0.210 0.358 3.42 TBA-Nhà máy chế biến nông sản 2400.00 2448.49 3428.57 17.82 6 32.99 29.99 AC-120 39.59 380 0.270 0.365 4.58 TBA-Nhà máy dệt 6238.07 5925.07 8603.49 6.03 6 82.79 75.26 AC-120 99.34 380 0.270 0.368 3.88 TBA-Khu dân cư 6000.00 4500.00 7500.00 9.98 6 72.17 65.61 AC-150 86.60 445 0.210 0.358 4.78

Trang 36

U cp (%)

TBA-NMchế tạo phụ tùng ô tô xe máy 3450.00 3719.97 5073.53 10.48 2 41.85 38.04 AC-50 83.69 210 0.650 0.392 1.58 NMchế biến nông sản -NM chế biến

gỗ 1567.50 1690.16 2305.15 11.59 2 19.01 17.28 AC-50 38.03 210 0.650 0.392 0.80 TBA-Nhà máy đường 3465.00 3535.01 4950.00 10.30 2 40.83 37.12 AC-50 81.65 210 0.650 0.392 1.53 TBA-Nhà máy chế biến nông sản 3967.50 4138.65 5733.19 17.82 2 47.29 42.99 AC-50 94.57 210 0.650 0.392 3.06 TBA-Nhà máy dệt 6238.07 5925.07 8603.49 6.03 2 70.96 64.51 AC-70 141.92 265 0.460 0.382 1.26 TBA-Khu dân cư 6000.00 4500.00 7500.00 9.98 2 61.86 56.24 AC-70 123.72 265 0.460 0.382 1.82

Trang 37

(kW)

Q tt (kW)

S tt (kVA)

l (km)

L ộ

I lvmax (A)

F tkt (mm2) Dây

I sc (A)

I cp (A)

r 0 (/km)

x 0 (/km)

U cp (%)

TBA-NMchế tạo phụ tùng ô tô xe máy 3450.00 3719.97 5073.53 10.48 2 66.57 60.52 AC-70 133.15 265 0.460 0.382 3.26 NMchế biến nông sản -NM chế biến gỗ 1567.50 1690.16 2305.15 11.59 2 30.25 27.50 AC-50 60.49 210 0.650 0.392 2.01 TBA-Nhà máy đường 3465.00 3535.01 4950.00 10.30 2 64.95 59.05 AC-70 129.90 265 0.460 0.382 3.13 TBA-Nhà máy chế biến nông sản 3967.50 4138.65 5733.19 17.82 4 37.61 34.19 AC-70 50.15 265 0.460 0.382 3.14 TBA-Nhà máy dệt 6238.07 5925.07 8603.49 6.03 2 112.89 102.63

AC-120 225.78 380 0.270 0.368 2.41 TBA-Khu dân cư 6000.00 4500.00 7500.00 9.98 2 98.41 89.47 AC-95 196.82 330 0.330 0.376 3.79

Trang 38

-3.4.3 Chọn máy cắt.

Máy cắt điện là thiết bị đóng cắt mạch điện cao áp (>1000V) Ngoài nhiệm vụ đóng cắt phụ tải phục vụ công tác vận hành, máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện Máy cắt được chọn sơ bộ theo các điều kiện sau:

+ Điện áp định mức: UdmMC  Udmm

+ Dòng điện định mức: IdmMC Icb với Icb= ttNM

TA

S 3.U

Trong quá tình chọn sơ bộ MC ta chỉ chọn MC phía trung áp

Trang 39

Chọn máy cắt SF6 do Schneider chế tạo loại F400 với thông số cho ở bảng 3.7:

*) Chọn máy cắt trên mạch đường dây nối với nhà máy nhà máy chế tạo phụ tùng ôtô xe máy

Chọn máy cắt SF6 do Schneider chế tạo loại F400 với thông số cho ở bảng 3.7:

Chọn máy cắt SF6 do Schneider chế tạo

Các lộ đường dây Icb(A) S

L