đồ án môn học cung cấp điện thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn lựa và kiểm tra các thiết bị trong HTĐ như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng,

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT

XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP



LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

đang diễn ra một cách mạnh mẽ Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò

rất quan trọng Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh

vực của đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã

hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công

nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo những nhu cầu to lớn

đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy

Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, sau

một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phúc Huy, đến nay, về cơ

bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này Do thời gian có hạn nên không thể

tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của thầy để đồ án của

em được hoàn thiện hơn, đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng

nhiệm vụ công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy đã giúp em hoàn thành đồ án

ĐỒ ÁN 2 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT

XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

A Dữ kiện

Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các

dữ kiện cho trong bảng 2.1, lấy theo vần alphabê của họ và tên người thiết kế Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk, MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L,

m Cấp điện áp truyền tải là 100kV Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM, h Phụ tải loại I và loại II chiếm kI&II, % Giá thành tổn thất điện năng △ = 1000 đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện gth = 7500 đ/kWh; hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ΔU = 5% Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện

Số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy:

Alphabe

Nhà máy

1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng

- Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng

- Xác định phụ tải chiếu sáng (lấy p0 = 15 W/m2 ) và thông thoáng

- Tổng hợp phụ tải của mỗi phân xưởng

1.2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác

1.3 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r

II Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy

2.1 Chọn cấp điện áp phân phối

2.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp ( hoặc trạm phân phối trung tâm – TPPTT)

2.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và các trạm biến áp phân xưởng

2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy ( hoặc TPPTT)

2.5 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến các phân xưởng (so sánh ít nhất 2 phương án)

III Tính toán điện

3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

3.2 Xác định hao tổn công suất

3.3 Xác định tổn thất điện năng

IV Chọn và kiểm tra thiết bị điện

4.1 Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng ( chọn điểm ngắn mạch phù hợp) 4.2 Chọn và kiểm tra thiết bị:

- Cáp điện lực

- Thanh cái và sứ đỡ

- Máy cắt, dao cách ly, cầu dao, cầu chảy, aptomat

- Máy biến dòng và các thiết bị đo lường

4.3 Kiểm tra chế độ mở máy động cơ

V Tính toán bù hệ số công suất

5.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất lên giá trị cosφ2

= 0,9

5.2 Đánh giá hiệu quả bù

VI Tính toán nối đất và chống sét

VII Hạch toán công trình

7.1 Liệt kê thiết bị

7.2 Xác định các chỉ tiêu kinh tế

- Tổng vốn đầu tư của công trình

- Vốn đầu tư trên 1 đơn vị công suất đặt

- Tổng chí phí trên một đơn vị điện năng…

Bản vẽ:

1 Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải

2 Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (gồm cả các sơ đồ của các phương án so sánh)

3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện (với đầy đủ mã hiệu của các thiết bị lựa chọn)

4 Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến

áp, sơ đồ nối đất

5 Bảng số liệu và các kết quả tính toán

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

 Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực

tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy

chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn lựa và kiểm tra các thiết bị trong HTĐ như:

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; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân Vì vậy xác định phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.Bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế quá nhiều thì các thiết bị điện(đóng ngắt,máy biến áp…) và tiết diện dây dẫn sẽ phải làm lớn hơn so với yêu cầu do đó làm gia tăng vốn đầu tư, gây lãng phí

 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Do tính chất quan trọng của phụ tải tính toán nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và

có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu

tố nên chưa thể có phương pháp nào tính toán một cách toàn diện và chính xác Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho tính toán thì lại thiếu độ chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, xét đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì khối lượng tính toán lại rất lớn, phức tạp, thậm chí là không thực hiện được trong thực tế

Tùy thuộc đặc điểm của từng loại phụ tải, có thể áp dụng những phương pháp sau:

- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

- Phương pháp tính theo công suất trung bình

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm

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

 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán chính xác cần phải phân nhóm các thiết bị Việc

phân nhóm các thiết bị tuân theo các nguyên tắc sau:

- Mỗi nhóm có n thiết bị (n<12) để đảm bảo số thiết bị trong 1 nhóm là không quá nhiều vì

số đầu ra của các tủ động lực thường ≤12

- Các thiết bị trong cùng 1 nhóm phải gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp, tiết kiệm được vốn đầu tư, tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng

- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

- Tổng công suất đặt các nhóm nên tương đương nhau để giảm chủng loại các tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy

Tuy nhiên rất khó để thỏa mãn cùng một lúc các nguyên tắc trên, do đó khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án phù hợp nhất

Bảng 1.1 : Phụ tải phân xưởng cơ khí – sửa chữa N 0 3

Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số ksd cosφ Công suất đặt P,kW 1; 7;10;20;31 Quạt gió 0,35 0,67 3;4; 5,5; 6;6 2; 3 Máy biến áp hàn ε = 0,65 0,32 0,58 7,5; 10

4; 19; 27 Cần cẩu 10 T, ε = 0,4 0,23 0,65 11; 22; 30 5; 8 Máy khoan đứng 0,26 0,66 2,8; 5,5 6; 25; 29 Máy mài 0,42 0,62 1,1; 2,2; 4,5 9; 15 Máy tiện ren 0,30 0,58 2,8; 5,5

Mặt bằng phân xưởng cơ khí – sửa chữa N 0 3:

1.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng của phân xưởng

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả chiếu sáng của chiếu sáng đối với thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chóp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, mỹ thuật Thiết kế chiếu sáng phải

đảm bảo các yêu cầu sau:

- Không bị lóa

- Không có bóng tối

- Phải có độ rọi đồng đều

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với diện tích nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N0 3 có diện tích A=864 m2 được xác định theo công thức:

Q cs 0kVAr (vì cosφcs=1 nên sinφcs=0)

1.2 Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát

Trong phân xưởng sửa chữa thiết bị điện cần phải có hệ thống thông thoáng, làm mát nhằm giảm nhiệt độ trong phân xưởng do trong quá trình sản xuất các thiết bị động lực,

chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra làm tăng nhiệt độ phòng Nếu không được

trang bị hệ thống thông thoáng và làm mát sẽ gây ảnh hưởng đến năng suất lao động, sản

phẩm, trang thiết bị, ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm việc trong phân xưởng

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào phân xưởng là:

Qn V. 6.432025920(m3/ )h

Trong đó:

n: tỷ số đổi không khí (1/h), với phân xưởng cơ khí ta lấy n=6(1/h)

V: thể tích của phân xưởng (m3); V=a.b.h=24.36.5=4320(m3)

Từ Q =25920 ta chọn được loại quạt tương ứng có q = 4500 m³/h 6 quạt

Bảng 1.2: Thông số kĩ thuật của quạt hút công nghiệp

Thiết bị Công suất (W) Lượng gió (m³/h) Số lượng ksd cos

os 0,8

lm lm

1.3 Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng

Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N0 3 là phân xưởng số 3 trong sơ đồ mặt bằng nhà

máy Phân xưởng có diện tích là 864m2, trong phân xưởng có 32 thiết bị Mỗi thiết bị có

công suất khác nhau: thiết bị có công suất lớn nhất là cần cẩu 10T (30 kW) có số hiệu 27

trên sơ đồ mặt bằng, thiết bị có công suất nhỏ nhất là máy mài (1,1kW) có số hiệu 6 trên

sơ đồ mặt bằng Dựa vào các nguyên tắc chia nhóm ở trên, đồng thời dựa vào vị trí, công

suất của các thiết bị trong phân xưởng bố trí trên sơ đồ mặt bặng phân xưởng, ta có thể chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí sửa chữa thành 4 nhóm:

- Nhóm 1: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 1;2;3;4;5;6;7;8;12;13;14

- Nhóm 2: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 9;10;11;15;16;20

- Nhóm 3: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 17;18;19;21;22;23

- Nhóm 4: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31

Để xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải động lực của phân xưởng, ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu Nội dung chính của phương pháp này như sau:

- Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau :

Pni: là công suất đặt của từng thiết bị trong nhóm, (kW)

ksdi: là hệ số sử dụng của từng thiết bị trong nhóm

- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd theo công thức sau:

 2

2

Pni nhd

hom 1

Bảng 1.3: Phụ tải nhóm 1 của phân xưởng sửa chữa N 0 3

STT Tên thiết bị Ký hiệu trên

Tổng số thiết bị của nhóm là 11, hệ số sử dụng tổng hợp:

11

ksd

Pni i

i hd

i

P n

44, 565 1

1

P c ni i i

Pni i

Tính toán tương tự với các nhóm phụ tải động lực còn lại, ta có kết quả như sau:

 Nhóm 2:

Bảng 1.4: Phụ tải nhóm 2 của phân xưởng sửa chữa N 0 3

STT Tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Hệ số ksd cosφ Công suất đặt P, kW

5, 0162

0, 6522

ksd nhd knc

Bảng 1.5: Phụ tải nhóm 3 của phân xưởng sửa chữa N 0 3:

STT Tên thiết bị Ký hiệu trên

4, 2153

0, 7383

ksd nhd knc





 Nhóm 4:

Bảng 1.5: Phụ tải nhóm 4 của phân xưởng sửa chữa N 0 3

STT Tên thiết bị Ký hiệu trên

5,8384

0, 6434

ksd nhd knc





 Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực toàn phân xưởng:

Bảng 1.6: Tổng hợp phụ tải động lực toàn phân xưởng

Tên nhóm ksdΣ nhd Cosφnhom knc Pnhom, kW Snhom, kVA Qnhom, kVAr Nhóm 1 0,349 8,792 0,642 0,569 49,552 77,184 59,177 Nhóm 2 0,372 5,016 0,631 0,652 27,254 43,192 33,508 Nhóm 3 0,489 4,215 0,752 0,738 31,996 42,548 28,046 Nhóm 4 0,391 5,838 0,670 0,643 65,393 97,601 72,455

- Hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm phụ tải động lực:

4

hom

68, 647

hom 1

P n i sdi k i

 hom 2 174,195

3,571

2 8498,170hom

Pn i nhd

hom 1

Bảng 1.7: Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng

STT Phụ tải Ptt, kW cosφ Stt, kVA Qtt, kVAr

1 Động lực 124,549 0,671 185,617 137,627

3 Thông thoáng, làm mát 3,52 0,8 4,4 2,64

Công suất tác dụng toàn phân xưởng:

1.5 Xác định phụ tải các phân xưởng còn lại trong nhà máy

Bảng 1.8: Phụ tải của nhà máy cơ khí

Tổng công suất đặt,

kW

Hệ số nhu cầu, knc

Hệ số công suất, Cosφ

a Phân xưởng đúc

N0 theo sơ

đồ mặt bằng

Tên phân xưởng và phụ tải

Diện tích

Số lượng thiết bị điện

Tổng công suất đặt ,

kW

Hệ số nhu cầu, knc

Hệ số công suất cosφ

 Công suất tính toán chiếu sáng của phân xưởng đúc là:

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1, nên Qcs=0, p0=0,015(kW/m2)

Bảng 1.9:Phụ tải tính toán các phân xưởng của nhà máy cơ khí

N0 Tên phân xưởng F,m2 Pd,

kW knc cosφ Pdl, kW

Pcs,

kW PΣ, kW cosφΣ SΣ, kVA

Q∑, kVAr

1.6 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp

tbxn

tti i

1.7 Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp

 Biểu đồ phụ tải là 1 hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện;

có diện tích tỷ lệ tương ứng với công suất tính toán của phụ tải đó theo 1 tỷ lệ xích nào

đó Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tải trong khu vực cần thiết kế từ đó vạch ra những phương án thiết kế thích hợp và kinh tế

 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy là 1 vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng đã chọn theo tỷ lệ đã chọn:

ri là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải phân xưởng i (mm)

Si là công suất tính toán của phụ tải phân xưởng tương ứng (kVA)

m là tỷ lệ xích (kVA/mm2), chọn m=5

 Mỗi phân xưởng có 1 biểu đồ phụ tải, tâm vòng tròn biểu đồ phụ tải trùng tâm phụ tải phân xưởng Các trạm biến áp được đặt gần sát tâm phụ tải Mỗi biểu đồ phụ tải trên

vòng tròn được chia làm 2 phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng, thông thoáng làm mát

 Góc chiếu sáng , làm mát tính như sau:

360.

tti

Pcsi csi P

 

Ta có bảng tính toán biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp:

Bảng 1.10: Tính toán biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp

STT Tên phân xưởng Ptt , kW Stt , kW Pcs , kW XG, mm YG, mm Rpx, mm αcs

Hình vẽ biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí:

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN

CỦA XÍ NGHIỆP

2.1 Chọn cấp điện áp phân phối

Trong mạng điện phân phối phạm vi xí nghiệp, sử dụng cấp điện áp theo công thức kinh nghiệm của Zalesski :

3

(0,1 0, 015 ) 2657,898(0,1 0, 015 249, 73.10 ) 16, 9( )

op

Trong đó: Uop [kV] – điện áp tối ưu của mạng điện

P [kW] - công suất tính toán của xí nghiệp cần cấp điện

L [km] – chiều dài của đường dây từ nguồn đến xí nghiệp

Vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho xí nghiệp là : 22 kV

Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế- kỹ thuật của HTĐ Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

- Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

- An toàn cho người vận hành và thiết bị

- Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải

2.2 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm ( TPPTT), trạm biến áp phân xưởng 2.2.1 Vị trí đặt trạm phân phối trung tâm

Vị trí đặt TPPTT phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải càng tốt

Vị trí của trạm phải đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây đưa điện đến trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra,đồng thời phải đáp ứng được cho sự phát triển trong tương lai

Vị trí của trạm được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây nhỏ nhất

Vị trí của trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận

Trong đó: Si là công suất của phân xưởng thứ i (kVA)

Xi và Yi là tọa độ của tâm phụ tải phân xưởng thứ i

Bảng 2.1: Tính toán vị trí tọa độ các phân xưởng

Phân xưởng Tọa độ X Tọa độ Y Si , kVA Si.X Si.Y

2.2.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng

Các xí nghiệp thường sử dụng các loại máy biến áp phân xưởng:

- Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

- Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

- Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng

- Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu ở trên.Để đảm bảo an toàn cho người cũng như các thiết bị,mỹ quan công nghiệp.Ở đây sử dụng loại trạm biến áp xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nội

bộ xí nghiệp Mặt khác cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất

Trong nhà máy tùy theo nhiệm vụ mà công suất của các phân xưởng có thể chênh lệch nhau khá nhiều, căn cứ vào công suất của các phân xưởng và vị trí của nó trong nhà máy

ta có thể bố trí 5 trạm biến áp phân xưởng như sau:

- Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xưởng số 1

- Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng số 2,10

- Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xưởng số 3, 4,15,16

- Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xưởng số 8, 9, 5, 12, 13

- Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xưởng số 6, 7, 11, 14

Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp 22kV xuống cấp điện áp phân xưởng 0,4 kV cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng Trạm biến áp phân xưởng có thể đặt ở những vị trí sau:

- Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất , chi phí xây dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ

- Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao và chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống cháy

Ta tiến hành xác định tọa độ đặt các các trạm biến áp phân xưởng như sau:

Vị trí tọa độ tâm phụ tải của trạm biến áp được tính theo công thức:

Ta có tọa độ tâm phụ tải các trạm biến áp phân xưởng như sau:

Bảng 2.2: Bảng tính toán tọa độ tâm phụ tải các trạm biến áp phân xưởng

Phân xưởng Trạm biến áp Tọa độ X Tọa độ Y

2.3 Chọn số lượng và công suất máy biến áp của các trạm biến áp phân xưởng

2.3.1 Trạm phân phối trung tâm

Vì xí nghiệp có tỉ lệ phụ tải loại I&II là rất cao nên để cấp điện cho xí nghiệp, ta xây dựng đường dây trên không mạch kép, sử dụng dây AC, hạ ngầm ở hàng rào nhà máy Mạng điện cao áp trong xí nghiệp là mạng cáp ngầm đi từ điểm hạ ngầm tới gian phân phối trung áp trong nhà và tới các trạm biến áp phân xưởng

2.3.2 Trạm biến áp phân xưởng

Do các trạm biến áp đặt tại các phân xưởng đều quan trọng với nhà máy nên tại mỗi trạm sẽ đặt 2 máy biến áp làm việc song song

Ta chọn MBA như sau:

1, 4

ttpxi dmB

S

S 

Dựa vào công thức trên ta tính toán chọn MBA cho các trạm biến áp phân xưởng (mỗi trạm biến áp đều đặt 2 máy biến áp làm việc song song) Ta có bảng tổng kết sau:

Bảng 2.3: Bảng tính toán chọn MBA cho các TBA phân xưởng

 Phương án 1 : Mỗi trạm biến áp được cấp từ một mạch đơn

Ta kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp trung tâm đến các trạm biến áp phân xưởng theo đường bẻ góc,các đường cáp sẽ được xây dựng dọc theo các mép đường và nhà xưởng Như vậy sẽ thuận tiện cho việc xây dựng,vận hành và phát triển mạng điện

Sơ đồ nối dây phương án 1:

 Phương án 2:

Ta đấu nối liên thông trạm 4 qua trạm 3 và trạm 2 qua trạm 1

Ưu điểm của phương án này là giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây dẫn Nhưng nhược điểm là tiết diện dây đấu nối liên thông sẽ lớn hơn do chịu tải lớn hơn

Sơ đồ nối dây phương án 2:

2.4.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu

 Lựa chọn dây từ điểm đấu điện về đến tường rào của xí nghiệp theo hệ số Jkt

1

lv kt

Ta chọn dây AC-50 có: r0 = 0,64(Ω/km); x0 = 0,405(Ω/km); Icp = 210(A)

Kiểm tra tổn thất điện áp thực tế:

Lựa chọn cáp ngầm từ tường rào xí nghiệp về trạm phân phối trung tâm

Ta xác định chiều dài đoạn cáp từ tường rào xí nghiệp về TPPTT:

1, 4

lv kt

- Kiểm tra điều điện phát nóng:

Khi có sự cố trên 1 lộ dây thì dòng điện sự cố chạy trên đoạn còn lại là:

Isc = 2.Imax = 2.22,8 = 45,6 (A) < 0,93.0,95.Icp = 0,93.105=98,6(A)

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

 Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phân xưởng 1

Chiều dài đường dây từ TPPTT đến TBA B1 được xác định:

0 1 | B B1| | B B1| | 74,15 100 | | 72, 40 65 | 33, 25( )

L   X X  Y Y      m

Dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn:

0 1 max

2, 7

lv kt

Đổi với mạng điện 22kV, tiết diện dây tối thiểu là 35mm2

Vậy ta chọn cáp đồng 3 lõi,tiết diện 35mm2, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC.Thông

số cáp như sau: Icp = 170(A); r0=0,668(Ω/km); x0 = 0,13(Ω/km)

Kiểm tra điều kiện sự cố 1 mạch:

Bảng 2.4: Bảng chọn tiết diện dây theo phương án 1

Đoạn P, kW Q, kVAr Li, m n Ilvmax,

A

Jkt, Fkt, Fch, r0, x0, ΔU, A/mm2 mm2 mm2 Ω/km Ω/km V N-T 2657,898 1612,233 249,73 2 40.79 1 40,79 50 0,64 0,405 13,4

Tổn hao điện áp cực đại phương án 1:

U max1 U N O max{U i} 16,8 0,93 17, 73( )   V

3 ax1

Với đường dây 22kV ta có hệ số khấu hao của đường dây: kkh = 0,04

Vậy hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao là: p = atc + kkh = 0,15+0,04 = 0,19

Vốn đầu tư cho đoạn dây: