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

Mở đầu giới thiệu chung về nhà máyNhà máy chế tạo máy kéo đợc xây dựng trên địa bàn Huyện Gia Lâm,thành phố Hà Nội với quy mô khá lớn bao gồm 10 phân xởng và nhà làm việc Bảng 1.1 - Dan

Trang 1

Mở đầu giới thiệu chung về nhà máy

Nhà máy chế tạo máy kéo đợc xây dựng trên địa bàn Huyện Gia Lâm,thành phố Hà Nội với quy mô khá lớn bao gồm 10 phân xởng và nhà làm việc

Bảng 1.1 - Danh sách các phân xởng và nhà làm việc trong nhà máy

1 Ban quản lý và phòng thiết kế 80 2497

6 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 2040

ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần đợc đảm bảo cung cấp điệnliên tục và an toàn

Theo thiết kế , nhà máy sẽ đợc cấp điện từ một Trạm biến áp trung giancách nhà máy 10 km, bằng đờng dây trên không lộ kép, dung lợng ngắnmạch phía hạ áp của Trạm biến áp trung gian là SN =250 MVA

Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại

Tmax= 6000 h Trong nhà máy có Ban quản lý, Phân xởng sửa chữa cơ khí vàKho vật liệu là hộ loại III, các phân xởng còn lại đều thuộc hộ loại I

Các nội dung tính toán, thiết kế bao gồm :

1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và nhà máy

2 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng Sửa chữa cơ khí

4 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất củanhà máy

5 Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng Sửa chữa cơ khí

Chơng I Xác định phụ tảI tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụtải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nóicách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tơng tự nhphụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảmbảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Trang 2

Phụ tải tính toán đợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệthống cung cấp điện nh : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo

vệ tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựachọn dung lợng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vàocác yếu tố nh : công suất, số lợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình

độ và phơng thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tínhtoán là một nhiệm vụ khó khăn nhng rất quan trọng Bởi vì nếu phụ tải tínhtoán xác định đợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị

điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớnhơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện đợc chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do

Sau đây là một số phơng pháp tính toán phụ tải thờng dùng nhất trongthiết kế hệ thống cung cấp điện:

- Phơng pháp tính theo hệ số nhu cầu

- Phơng pháp tính theo công suất trung bình

- Phơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Phơng pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai

đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phơng pháp tính toánphụ tải điện thích hợp

1.1 xác định phụ tảI tính toán của phân xởng sửa

chữa cơ khí

Phân xởng sửa chữa cơ khí là phân xởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà

máy Phân xởng có diện tích bố trí 1200 m2 Trong phân xởng có 98 thiết bị,công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 30kW( lò điện ), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ Phần lớn cácthiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có máy biến áp hàn là có chế độ làmviệc ngắn hạn lặp lại Những đặc điểm này cần đợc quan tâm khi phân nhómphụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phơng án thiết kế cung cấp

điện cho phân xởng

1.1.1 Phân nhóm phụ tải của phân xởng Sửa chữa cơ khí

Trong một phân xởng thờng có nhiều thiết bị có công suất và chế độlàm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đựoc chính xác cần phảiphân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau:

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài ờng dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đợc vốn đầu t và tổn thất trên các đ-ờng dây hạ áp trong phân xởng

Trang 3

đ Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau

để việc xác định phụ tải tính toán đợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựachọn phơng thức cung cấp điện cho nhóm

-Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ độnglực cần dùng trong phân xởng và toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhómcũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thờng (812)

Tuy nhiên thờng rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên,

do vậy ngời thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựachọn phơng án thoả hiệp một cách tốt nhất có thể

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứvào vị trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xởng có thểchia các thiết bị trong phân xởng Sửa chữa cơ khí thành 6 nhóm Kết quảphân nhóm phụ tải điện đợc trình bày trong bảng 1.1

Bảng 1.2 - Bảng phân nhóm phụ tải điện

TT Tên thiết bị

Số Lợng

Ký hiệu trên mặt bằng

Trang 4

( IĐM đợc tính theo công thức : Iđm = Sđm/ 3U, Sđm = Pdm/cos

trong đó tất cả các nhóm đều lấy cos = 0.6 , riêng nhóm V lấy

cos = 0.95 )

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

1 Tính toán cho nhóm 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 1.3 Bảng 1.3 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm I

Số Lợng

Trang 5

65 53

14 9 1

1 1

n i ddi P

P P

20 cos   

tt

P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

64 50 38 0

* 3

33 33 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

S I

Ký hiÖu trªn mÆt b»ng

Trang 6

9 63

14 2 14 1

1 1

n i ddi P

P P

3 25 cos   

tt

P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

1 64 38 0

* 3

2 42 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

S I

Ký hiÖu trªn mÆt b»ng

P §M (kW) I §M

(A)

1 m¸y Toµn bé

Trang 7

Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15, cos = 0.6

2

9 2

7 4 4 8 2 9 1

1 1

n i ddi P

P P

8 22 cos   

tt

P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

74 57 38 0

* 3

38 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

S I

Trang 8

Tra bảng PL1.1 [1] ta tìm đợc ksd = 0.15 , cos = 0.6

2

15 2

5 49

15 10 1

1 1

n i ddi P

P P

6 19 cos   

tt

P

kVA

max) max

max max

* (

*

)

* (

7 49 38 0

* 3

7 32 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

S I

5 Tính toán cho nhóm 5: Số liệu phụ tải của nhóm 5 cho trong bảng 1.7

Bảng 1.7 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm V

Số Lợng

Trang 9

Ptt = kmax*ksd*



n i ddi

8 85 cos   

tt

P

kVA

max) max

max max

* - (

*

)

* - (

) ( 23 137 38 0

* 3

32 90 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

S I

6 Tính toán cho nhóm 6: Số liệu phụ tải của nhóm 6 cho trong bảng 1.8

Trong nhóm 6 có máy biến áp hàn là thiết bị một pha sử dụng điện áp dây

và làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên cần quy đổi về phụ tải 3 pha tơng

đơng, có chế độ làm việc dài hạn :

d dm

d dm qd

k S

k P P

* cos

*

* 3

=

*

* 3

P ĐM (kW) I ĐM

(A)

1 máy Toàn bộ

7 80

7 2

* 6 7 12 7 20

Trang 10

21 24 cos   

tt

P

kVA

max) max

max max

* - (

*

)

* - (

3 61 38 0

* 3

35 40 3

dd sd tt dt dd

kd

dd sd tt dt kd

dn

tt tt

I k I k I

k

I k I k I

I

A U

S I

1.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xởng sửa chữa cơ khí

Phụ tải chiếu sáng của phân xởng sửa chữa cơ khí đợc xác định theophơng pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích :

Pcs = p0*F

P0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2]

F - Diện tích đợc chiếu sáng [m2]Trong phân xởng sửa chữa cơ khí ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng, trabảng PL1.2[1] ta tìm đợc p0 = 14 W/m2

Phụ tải chiếu sáng phân xởng :

Pcs = p0*F = 14*2040 = 28.56 kW

Qcs =Pcs*tg = 0 ( đèn sợi đốt nên cos =0 )

1.1.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xởng

* Phụ tải tác dụng của phân xởng :

kW P

k

P

i

tti dt

Trong đó : kđt - hệ số đồng thời của toàn phân xởng, lấy kđt = 0.8

* Phụ tải phản kháng của phân xởng :

kVar Q

k

Q

i

tti dt

Trang 11

8 0 4 234

73 186 4

234

56 28 17 158 cos

356 38 0

* 3

4 234 3

4 234 74

141 )

56 28 17 158 ( )

S

I

kVA Q

P P

S



Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tínhtoán cho phân xởng SCCK

Trang 18

0

* 3

13 1655 3

13 1655 8

1276 2

.

1053 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

cospx = 16551053.13.2 0.64

ttpx

S P

1.2.4 Xác định PTTT cho phân xởng Luyện kim màu.

0

* 3

1347 3

669 8

1168 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

Trang 19

cospx = 0 87

1347

8 1168

1.2.5 Xác định PTTT cho phân xởng Luyện đen

0

* 3

1777 3

1777 720

85

1624 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

cospx = 16241777.85 0.9

ttpx

S P

Trang 20

0

* 3

6 1983 3

6 1983 15

1536 9

.

1254 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

cospx = 19831254..69 0.63

ttpx

S P

1.2.7 Xác định PTTT cho phân xởng Nhiệt luyện

0

* 3

2709 3

2709 1575

2204 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

cospx = 270922040.8

ttpx

S P

Trang 21

0

* 3

8 1518 3

8 1518 5

892 84

.

1228 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

cospx = 12281518..848 0.81

ttpx

S P

1.2.9 Xác định PTTT cho Kho vật liệu.

Trang 22

* 3

113 3

113 5

31 6

108 2 2 2

kVA Q

P S

ttpx ttpx

ttpx ttpx ttpx

cospx = 108113.6 0.96

ttpx

S P

Kết quả xác định PTTT của các phân xởng đợc trình bày trong bảng 1.9

Bảng 1.9 - Phụ tải tính toán của các phân xởng

Trang 23

1.3 xác định phụ tải tính toán của nhà máy

1 Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy

* 3

6 10121

4 7715

ttnm

S P



Trang 24

1.4 xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải

Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến ápphân phối, tủ động lực

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giátrị min :

Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảngcách từ thiết bị thứ i tới tâm

Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức :

Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải

xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i

Si là công suất phụ tải thứ iTrong thực tế ngời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0

Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm2 , từ đó tìm đợc bán kính của biểu đồ phụ tải :

Góc phụ tải chiếu sáng đợc tính theo công thức :

Kết quả tính toán R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xởng cho trong bảng 1.10

Bảng 1.10 - Kết quả xác định R và cs cho các phân xởng

Trang 26

- Trạm B5: Bộ phận nén khí và Kho vật liệu

- Trạm B6: Cấp điện cho Phân xởng rèn

- Trạm B7: Cấp điện cho Phân xởng Luyện kim đen

1 Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và phân xởng

Cơ khí số 2 Trạm đợc đặt hai máy biến áp làm việc song song

tt dmB

hc S S k

880 2

53 1759





Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000(kVA)

Kiểm tra lại dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cốmột máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trongPhân xởng cơ khí số 1 và toàn bộ điện của Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì

đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttsc dmB

qt S S k

(

830 4

1

13 1655

* 7 0





Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có Sdm = 1000 kVA là hợp lý

2 Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân xởng cơ khí số 1 Trạm đặt hai máy

biến áp làm việc song song

8 913 2

6 1827





Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 1000 kVA

Kiểm tra dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố mộtmáy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phânxởng luyện kim màu và toàn bộ điện của Phân xởng sửa chữa cơ khí ( vì đâythuộc hộ tiêu thụ loại III)

(n 1 )k qt S dm S ttsc

8 913 4

1

6 1827

* 7 0





3 Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân xởng luyện kim màu và Phân xởng

Sửa chữa cơ khí Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song

7 790 2

4 1581





Kiểm tra dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố :

(n 1 )k qt S dmB S ttsc

Trang 27

673 4

1

1347

* 7 0





4 Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân xởng Nhiệt luyện Trạm đặt hai máy

biến áp làm việc song song

5 1354 2

2709





5 1354 4

1

2709

* 7 0





5 Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Bộ phận Nén khí và Kho vật liệu Trạm

đặt hai máy biến áp làm việc song song

816 2

8 1631





Kiểm tra dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố mộtmáy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phânxởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện của Kho vật liệu ( vì đây thuộc

hộ tiêu thụ loại III)

4 759 4

1

8 1518

* 7 0





6 Trạm biến áp B6 : Cấp điện cho Phân xởng Rèn Trạm đặt hai máy biến

áp làm việc song song

5 962 2

1925





5 962 4

1

1925

* 7 0

Trang 28

7 Trạm biến áp B7 : Cấp điện cho Phân xởng Luyện kim đen Trạm đặt hai

máy biến áp làm việc song song

5 888 2

1777





5 888 4

1

1777

* 7 0

- Trạm B4: Cấp điện cho Bộ phận nén khí và Kho vật liệu

- Trạm B5: Cấp điện cho Phân xởng rèn

- Trạm B6: Cấp điện cho Phân xởng Luyện kim đen

1 Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và phân xởng

Cơ khí số 2 Trạm đợc đặt hai máy biến áp làm việc song song

tt dmB

hc S S k

880 2

53 1759





Kiểm tra lại dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cốmột máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trongPhân xởng cơ khí số 1 và toàn bộ điện của Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì

đây thuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttsc dmB

qt S S k

(

830 4

1

13 1655

* 7 0





2 Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân xởng cơ khí số 1 và Phân xởng

Luyện kim màu Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song

Trang 29

ta có: Stt = 1827.6+1347 = 3174.6 kVA

3 1587 2

6 3174





3 1587 4

1

6 3174

* 7 0





3 Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân xởng Sửa chữa cơ khí và Phân xởng

Nhiệt luyện Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song

7 1471 2

4 2943





Kiểm tra dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố mộtmáy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phânxởng Nhiệt luyện và toàn bộ điện của Phân xởng Sửa chữa cơ khí ( vì đâythuộc hộ tiêu thụ loại III)

ttsc dmB

qt S S k

(

5 1354 4

1

2709

* 7 0





4 Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Bộ phận Nén khí và Kho vật liệu Trạm

đặt hai máy biến áp làm việc song song

816 2

8 1631





Kiểm tra dung lợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố mộtmáy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phânxởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện của Kho vật liệu ( vì đây thuộc

hộ tiêu thụ loại III)

4 759 4

1

8 1518

* 7 0





5 Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân xởng Rèn Trạm đặt hai máy biến

áp làm việc song song

Trang 30

5 962 2

1925





5 962 4

1

1925

* 7 0





6 Trạm biến áp B6 : Cấp điện cho Phân xởng Luyện kim đen Trạm đặt hai

máy biến áp làm việc song song

5 888 2

1777





5 888 4

1

1777

* 7 0

n i i i S

x S x

n i i i S

y S y

n i i i S

z S z

1

1 0

Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải

xi,yi,zi - toạ độ phụ tải thứ i

Si là công suất phụ tải thứ iTrong thực tế ngời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0

Ta có bảng vị trí đặt các trạm biến áp nh sau:

Bảng 2.1 - Kết quả xác định vị trí đặt các TBA phân xởng

Phơng án

Tên trạm biến áp

Vị trí đặt trạm biến áp X(mm) Y(mm) Phơng án 1

Trang 31

2.1.3 Phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng

1 Phơng pháp sử dụng trạm biến áp trung gian

Nguồn 22kV từ hệ thống về qua trạm biến áp trung gian đợc hạ áp xuống 6kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Nhờ vậy sẽ giảm đợc vốn

đầu t cho mạng điện cao áp trong nhà máy và trong các trạm biến áp phân ởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng đợc cải thiện Song phải đầu t để xây dựng trạm biến áp trung gian, gia tăng tổn thất trong mạng cao áp Nếu sử dụng phơng án này, vì nhà máy thuộc hộ tiêu thu loại 1 nên tại trạm biến áp trung gian ta đặt hai máy biến áp với dung lợng đợc lựa chọn nh sau :

x-kVA S







Ta chọn máy tiêu chuẩn Sdm = 6300 kVA

Kiểm tra dung lợng của máy khi xẩy ra quá tải sự cố: khi xảy ra sự cố

ở một máy biến áp ta có thể tạm ngừng cung cấp điện cho tất cả các phụ tải loại III trong nhà máy Do đó ta dễ dàng thấy đợc máy biến áp đợc chọn thoả mãn điều kiện khi xảy ra sự cố

Vậy tại tạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA Sdm = 6300kV - 22/6 kV

2 Phơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng thông qua trạm phân phối trung tâm Nhờ vậy việc quản lý vận hành mạng điện cao

áp của nhà máy thuận lợi hơn, vốn đầu t giảm, độ tin cậy cung cấp điện đợc gia tăng, song vốn đầu t cho mạng cũng lớn

3 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm

Ta xác định tâm phụ tải điện của nhà máy theo công thức :

Trang 32

x S

S

y S

y0

Trong đó : Si - Công suất của phân xởng thứ i

xi , yi - toạ độ tâm phụ tải của phân xởng thứ iThay số ta có:

X0 = 54.4 ; Y0 = 42.5

Đó là vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung gian và trạm phân phối trung tâm

4 Lựa chọn phơng án nối dây cho mạng cao áp của nhà máy

Nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I nên đờng dây từ trạm trung gian Giám

về trung tâm cung cấp của nhà máy sẽ dùng dây trên không lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân xởng nên ở mạng cao áp trong nhà máy

ta dùng sơ đồ hình tia, lộ kép Ưu điểm của loại sơ đồ này là đờng nối dây rõràng, các trạm biến áp phân xởng đợc cung cấp điện từ các đờng dây riêngnên ít ảnh hởng lẫn nhau, độ tin cậy cao, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo

vệ, tự động hoá và dễ vận hành Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn chotoàn nhà máy các đờng dây cao áp đều đợc đặt trong hào cáp xây dọc theocác tuyến giao thông nội bộ Từ những phân tích trên ta có thể đa ra 4 phơng

án đi dây cho mạng cao áp đợc trình bày trên hình 2-1

Hình 2.1 - Các phơng án thiết kế mạng cao áp của nhà máy

Trang 33

2.2 Tính toán thiết kế và lựa chọn phơng án hợp lý

Để so sánh và lựa chọn phơng án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z

Z = (avh +atc)K + 3I2

maxRC -> min

Trong đó : avh - hệ số vận hành , ta lấy avh= 0.1

atc - hệ số tiêu chuẩn, ta lấy atc = 0.2

K - vốn đầu t cho trạm biến áp và đờng dây

Imax - dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị

R - điện trở của thiết bị  - thời gian tổn thất công suất lớn nhất

C - giá tiền 1kWh, ta lấy C = 1000 đ/kWh

2.2.1 Phơng án 1

Hình 2.2 - Sơ đồ phơng án 1

Phơng án này dùng trạm biến áp trung gian lấy điện từ hệ thống về, hạ xuống 6kV sau đó cấp cho 7 trạm biến áp phân xởng Các trạm biến áp phân xởng hạ áp từ 6kV xuống 0.4kVđể cấp cho các phân xởng

1 Chọn MBA phân xởng và xác định tổn thất điện năng A trong các

TBA

Trên cơ sở đã chọn đợc công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các TBA phân xởng do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất

Bảng 2.2 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phơng án 1

Tên

TBA (kVA) S đm U (KV) C /U H (kW) P 0 (kW P N (%) U N (%) I 0 máy Số Đơn giá Thành tiền

Trang 34

) (10 6 ) (10 6 ) TBAT

Tổng vốn đầu t cho trạm biến áp: K B = 2743.6(10 6 đ)

Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp

Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp đợc tính theo công thức:



.

1

S

S P n t P n

Trong đó :

n - số máy biến áp ghép song song ;

P0 , PN - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA

Stt - công suất tính toán của trạm biến áp

SđmB - công suất định mức của máy biến áp

t - thời gian máy biến áp vận hành, với máy biến áp vận hành suốt một năm t = 8760h

 - thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Với Tmax = 6000h theo công thức tính gần đúng :

8760 )

10 124

0

44 409604 4592

* 6300

6 10121

* 5 46

* 2

1 8760

* 65 7

* 2

Các trạm biến áp khác cũng dợc tính toán tơng tự , kết quả cho dới bảng 2.3

Bảng 2.3 - Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phơng án 1 Tên TBA Số lợng S tt (kVA) S đm (kVA) P 0 (kW) P N (kW) A(kWh)

Tổn thất điện năng trong các TBA: A B = 1313257.74 kWh

2 Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện

Trang 35

a.Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về trạm biến áp phân xởng

Cáp cao áp đợc chọn theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện jkt Đối với nhà máy chế tạo máy kéo làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất là : Tmax = 6000h, ta dùng cáp lõi đồng , tra bảng 5[Trang 294-TL1] ta tìm đợc jkt = 2.7 A/mm2

Tiết diện kinh tế của cáp :

kt kt

j

I

 Cáp từ các TBATG về các trạm biến áp phân xởng đều là cáp lộ kép nên:

dm

ttpx

U

S I

3 2 max Dựa vào trị số Fkt đã tính, tra bảng để lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

sc cp

k1 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , ta lấy k1 = 1;

k2 là hệ số hiệu chỉnh số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp, trong mạng hạ áp, các hào đều đợc đặt hai cáp và khoảng cách giữa các dây là 300 mm Theo PL 4.22[TL2] ta tìm đợc k2 = 0.93

Vì chiều dài cáp từ trạm biến áp trung gian đến trạm biến áp phân xởng ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ, có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp

+ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian đến B1:

A 66 84 6

* 3 2

1759.53 3

Tiết diện kinh tế của cáp là :

2 max 31 35 mm

7 2

66 84



kt kt

j

I F

Tra bảng PL 4.31[TL2], lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất

F = 35mm2, cáp đồng 3 lõi 6 kV cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo có Icp cp =170 A

Kiểm tra thép đã chọn theo điều kiện phát nóng :

0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 < ISC = 2*Imax = 2*84.66 = 169.31 ACáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp.Cuối cùng chọn cáp có tiết diện F = 50mm2với Icp = 200 A

Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng :

* 3 2

1827.6 3

Trang 36

2 max 32 57

7 2

93 87

mm j

I F

kt

0.93*Icp = 0.93*170 = 158.1 < 2*Imax = 175.86 A

Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên ta phải tăng tiết diện của cáp, chọn cáp có tiết diện F = 50mm2với Icp = 200 A