thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

2.3.1 Phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Theo phơng pháp này phụ tải tính toán của phân xởng đợc xác định theo cácbiểu thức sau:   cos 2 2 1 tt tt tt tt tt tt

Trang 1

Lớp TBĐ - ĐT2 - K47

Ittpx = Sttpx/ 3U = 207.056 Acos =

Là phụ tải lớn nhất xuất hiện trong thời gian ngắn từ 12s Trong sản xuất

công nghiệp phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất hiện khi khởi động động cơ.

Tính cho một nhóm thiết bị:

Iđn =Ikđ(max) + ( Ittnhóm - Ksd.Iđm(max) )

Ikđ(max) là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất

Ikđ(max) = Kmm.Iđm

Kmm phụ thuộc vào loại máy khác nhau Kmm = (5 7) đối với máy không

đồng bộ khởi động trực tiếp bằng 2,5 với động cơ rôto dây quấn và bằng 3 với

Do chỉ biết trớc công suất đặt và diện tích của các phân xởng nên ở đây sẽ

sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.3.1 Phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Theo phơng pháp này phụ tải tính toán của phân xởng đợc xác định theo cácbiểu thức sau:



cos

2 2

1

tt tt tt tt

tt tt

n i di nc tt

P Q P S

tg P Q

P k P

1

Trong đó: Pđi,Pđmi - công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i

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

bị thứ i

n số thiết bị trong nhóm

knc hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật điện,

Trang 2

n i i

P P

1

cos cos



Ban quản lý và phòng thiết kế: + Công suất đặt: 80kW

+ Diện tích: 1500 m2Tra bảng PL1.3 với ban quản lý và phòng thiết kế ta tìm đợc knc = 0.8; cos

= 0.8

Tra bảng PL1.7 ta đựơc công suất chiếu sáng p0 = 15 W/m2 Để đơn giản trongtính toán ta sử dụng đèn điện tròn cho toàn bộ nhà máy do đó ta lấy coscs = 1Nên ta có tgcs = 0 suy ra Qcs = 0 (kVAr )

+ Công suất tính toán động lực:

Pđl = kncPđ = 0.8*64= 51.2 kW

Qđl = Pđltg = 38.4 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng

Pcs = p0.S =15.1875 = 28,75 kW+ Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xởng

Ptt = Pđl + Pcs = 79.33 kW+ Công suất tính toán phản kháng của phân xởng

Qtt = Qđl + Qcs = 38.4 kVAr+Công suất tính toán toàn phần của phân xởng

Đ2.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

Trang 3

Trong đó: kđt - là hệ số đồng thời bằng 0.8.

Pttnm = 0.8*7874 = 6299.2 kWPhụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy:

Qttnm = 0.8*6735 = 5388 kVArPhụ tải tính toán của toàn nhà máy:

Tính sự tăng trởng của phụ tải trong 10 năm sau:

- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tơng lai:

S(t) = Stt (1 + 1t);

Trong đó: Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại

1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (1 = 0,083 - 0,101)

i l P

Trong đó: Pi và li - công suất và khoảng cách từ phụ tải thứ i đến tâm phụ tải Để xác định toạ độ tâm phụ tải có thể sử dụng công thức sau:

S

x S x

1

1 0

S

y S y

1

1 0

S

z S z

1

1 0

.

Trang 4

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

xi, yi, zi toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ toạ độ XYZ tuỳ chọn,

Si công suất của phụ tải thứ i

Trong thực tế thờng ít quan tâm đến toạ độ z, Tâm phụ tải điện là vị trí tốtnhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằmmục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lới điện

2.5.2 Biểu đồ phụ tải

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng vớitâm của phụ tải điện, có diện tích tơng ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệxích nào đó tuỳ chọn, Biểu đồ cho phép ngời thiết kế hình dung đợc sự phân bốphụ tải trong khu vực phạm vi cần thiết kế, từ đó cơ sở để lập các phơng án cungcấp điện, Biểu đồ phụ tải chia làm hai thành phần: phần phụ tải động lực (phầnhình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng) Để vẽ đợc biểu đồ phụ tải cho các phân xởng, ta coi phụ tải của các phânxởng phân bố đều theo diện tích phân xởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng vớitâm hình học của phân xởng trên mặt bằng

Bán kính đờng tròn phụ tải thứ i

Trang 5

Líp TB§ - §T2 - K47

KÕt qu¶ R i vµ Csi cho c¸c ph©n xëng

TT Tªn ph©n xëng P CS

(kW) P (kW) TT S (KVA) tt T©m phô t¶i R x(mm)y(mm) (mm)SC 0

1 Ban qu¶n lý vµ phßng thiÕt kÕ28.13 79.33 38.4 123 55 2.257 127.6

2 Ph©n xëng c¬ khÝ sè 1 38.5 686.5 861.8 112 83 9.273 20.19

3 Ph©n xëng c¬ khÝ sè 2 50.05 626.1 766.1 113 23 8.743 28.78

4 Ph©n xëng luyÖn kim mµu 52.5 916.5 648 82 83 9.273 20.62

5 Ph©n xëng luyÖn kim ®en 96.75 1297 900 76 20 10.93 26.86

Trang 6

Líp TB§ - §T2 - K47

Trang 7

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

4 An toàn cho ngời và thiết bị

5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trởng của phụ tải điện

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế

Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bớc:

1 Vạch phơng án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí, số lợng dung lợng của các trạm biến áp và lựa chọnchủng loại, tiết diện các đờng dây cho các phơng án

3 Tính toán kỹ thuật kinh tế để lựa chọn phơng án hợp lý

4 Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn

Đ2 Vạch các phơng án cung cấp điện

- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên khôngngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính,tăng dung lợng năng lợng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắpthêm các thiết bị công nghệ, Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả cácphần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ tải điện, nếu khôngtính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối u của lới

- Nhng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện của xínghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong tơng lai do đóphụ tải tính toán Stt đã tính trớc với số năm dự kiến là 10

Stt(10) = 87036,39 KVA

Ptt(10) = 66147,65 kw)Trớc khi vạch các phơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đ-ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thờng ngời ta sử dụng một số côngthức kinh nghiệm sau:

P 16 l 34 , 4

4 l P 16

P 16

l 17

Trong đó: + U - Điện áp truyền tải tính bằng [kv]

+ l - Khoảng cách truyền tải tính bằng [km]

+ P - Công suất truyền tải tính bằng [kW]

2.1 Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.

Thay các giá trị PttXN(10) = 66147 kw) và l = 10km vào công thức (3-1a)

U = 4,34 l 0 , 016 P

Nh vậy cấp điện áp truyền tải hợp lý về nhà máy sẽ là :

U = 4,34, 10  0 , 016 66147 , 65 = 141,85 kV

Trang 8

x-đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể x-đặt hai máy, không nên x-đặtquá hai máy.

+ Trạm một máy biến áp có u điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giảntrong hầu hết các trờng hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhng có nh-

ợc điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao

+ Trạm hai máy biến áp thờng có lợi về kinh tế hơn so với các trạm ba máy

và lớn hơn

Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lợng máy biến áp cần phải xét đến

độ tin cậy cung cấp điện

Các trạm biến áp (TBA) đợc lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:

1 Vị trí đặt trạm phải thoả mãn các yêu cầu gần tâm phụ tải, thuận tiện choviệc vận chuyển, lắp đặt vận hành, sửa chữa máy biến áp an toàn và kinh tế

2 Số lợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA đợc lựa chọn căn cứ vàoyêu cầu cung cấp điện của phụ tải điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làmviệc của phụ tải Trong mọi trờng hợp TBA chỉ đặt một máy là kinh tế nhất vàthuận tiện cho việc vận hành, nhng vì độ tin cậy cung cấp điện không cao CácTBA cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ

khc - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng, ta chọn loại máy chếtạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1

kqt - Hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thoả mãn MBA vận hành quátải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải một ngày không quá 6h và trớc khiMBA quá tải vận hành với hệ số tải  0,93

Sttsc - Công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loại bỏmột số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lợng của MBA nhờ vậy cóthể giảm nhẹ vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thờng.Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0,7.Stt

Đồng thời cũng hạn chế chủng loại MBA để tạo điều kiện thuận lợi trongviệc mua sắm, lắp đặt, vận hành, thay thế, sửa chữa

Trang 9

SđmB  Stt/2 = 595 kVA

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 800 kVA

Kiểm tra lại máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xởng Cơ khí số 1 sau khi cắt bớt một

số phụ tải không quan trọng trong phân xởng, còn ban quản lý và phòng thiết kế

là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể ngừng cung cấp điện:

(n – 1).kqt.SđmB Srrsc = 0,7.Stt

SđmB  0,7.Stt/1,4 = 551 kVA

Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sđm = 800 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B2: cấp điện cho phân xởng sửa chữa cơ khí số 2 Trạm

đặt hai máy làm việc song song

n.khc.SđmB  Stt = 989,4 kVA

SđmB  Stt/2 = 494,7 kVA

Kiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttscchính là công suất tính toán của phân xởng sửa cơ khí số 2

SđmB  0,7.Stt/1,4 = 494,7

Vậy trạm biến áp B2 đặt hai máy làm việc song song có Sđm =800 kVA là hợp lý

- Trạm biến áp B3: cấp điện cho phân xởng luyện kim mầu và phân xởngsửa chữa cơ khí Trạm đặt hai máy làm việc song song

n.khc.SđmB  Stt = 1122+134.47 = 1256.47 kVA

SđmB  Stt/2 = 628,24 kVA

Kiểm tra lại dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố:

Sttsc lúc này chính là công suất tính toán của phân xởng luyện kim màu sau khicắt bớt một số phụ tải không quan trọng, còn phân xởng Sửa chữa cơ khí là phụtải loại III nên khi gặp sự cố có thể ngừng cung cấp điện:

SđmB  0,7.Stt/1,4 = 561 kVA

Vậy trạm biến áp B3 đặt hai máy Sđm = 630 kVA là hợp lý

- Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phân xởng luyện kim đen và phân xởngrèn Trạm đặt hai máy làm việc song song

n.khc.SđmB  Stt = 1578 + 1293 = 2871 kVA

SđmB  Stt/2 = 1435,5 kVAChọn máy biến áp tiêu chuẩn có Sđm = 1600 kVA

Kiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Srrsc làtổng công suất của cả hai phân xởng:

Trang 10

SđmB  0,7.Stt/1,4 = 1435,5 kVA

Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy có công suất Sđm = 1600 kVA là hợp lý

- Trạm biến áp B5: Cấp điện cho bộ phận nén khí và kho vật liệu Trạm đặthai máy làm việc song song:

n.khc.SđmB  Stt = 1212+74.02 = 1286.02kVA

SđmB  Stt/2 = 643 kVA

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là Sđm = 800 kVAKiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttcs làcông suất tính toán của bộ phận nén khí Vì kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại IIInên khi có sự cố quá tải có thể dừng cung cấp điện

SđmB  0,7.Stt/1,4 = 660 kVAVậy trạm biến áp B5 đặt hai máy có dung lợng 800 kVA là hợp lý

- Trạm biến áp B6: Cung cấp cho Phân xởng nhiệt luyện Trạm đặt hai máylàm việc song song

Vậy trạm biến áp B6 đặt hai máy có dung lợng 1600 kVA là hợp lý.

Tên phân xởng S tt (kVA) Số MBA S đmB (kVA) Tên trạm Ban quản lý và phòng thiết kế,

Chọn máy biến áp phân xởng theo trình tự các bớc nh trên đối với phơng án

II, III ta có bảng sau

Phơng án II

Tên phân xởng S tt (kVA) Số MBA S đmB (kVA) Tên trạm

Trang 11

Tên phân xởng S tt (kVA) Số MBA S đmB (kVA) Tên trạm

Ban quản lý và phòng thiết kế,

Trạm biến áp phân xởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kvxuống điện áp phân xởng 0,4kV cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sángcủa phân xởng

Trong các nhà máy thờng sửa dụng các kiểu TBA phân xởng:

- Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xởng có thể dùng loại liền

kề có một tờng của trạm chung với tờng của phân xởng nhờ vậy tiết kiệm đợcvốn đầu t xây dựng và ít ảnh hởng đến công trình khác

- Trạm lồng cũng đợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộmột phân xởng vì có chi phí đầu t thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi nhng vềmặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xởng không cao

- Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xởng nên đặt gần tâm phụtải, nhờ vậy có thể đa điện áp cao đến gần hộ tiêu thụ điện và rút gắn khá nhiềuchiều dài mạng phân phối cáo áp của xí nghiệp cũng nh mạng hạ áp của phân x-ởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùngtrạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu t xây dựng trạm cao

- Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể để chọn các một trong các loại trạm biến

áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho ngời sử dụng cũng nh thiết bị, đảm bảo mĩquan công nghiệp ta chọn loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giaothông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sảnxuất

Trang 12

, 1190

112 8 , 1101 123

132 , 88

n i i i

S

x S x

15 , 78 13

, 1190

80 8 , 1101 55

123 , 88

n i i i

S

y S y

Vậy vị trí đặt trạm biến áp B1 có toạ độ M1(112,8; 78,15)

Đối với trạm biến áp phân xởng khác, tính toán tơng tự ta xác định đợc vị trí

đặt phù hợp với trạm biến áp phân xởng trong phạm vi nhà máy

Vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng đợc ghi trong bảng sau

Trang 13

điểm của phơng thức này là độ tin cậy của cung cấp điện không cao, các thiết bị

sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt, và yêu cầu trình độ vận hành phải cao, nó chỉphù hợp với nhà máy có phụ tải lớn và tập chung nên ở đây ta không xét đến ph -

ơng án này

b Phơng pháp sử dụng trạm biến áp trung tâm (TBATT):

Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATT đợc hạ xuống điện áp 10,5kV đểcung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Nhờ vậy sẽ giảm đợc vốn đầu t chomạng điện cao áp cũng nh các trạm biến áp phân xởng, vận hành thuận lợi hơn

và độ tin cậy cung cậy cung cấp điện cũng đợc cải thiện Song phải đầu t để xâydựng TBATT, gia tăng tổn thất trong mạng điện cao áp Nếu sử dụng phơng phápnày, vì nhà máy là hộ loại II phải đặt hai máy biến áp với công suất đợc trọn theo

điều kiện:

n.SđmB  Sttnm=8289,18

SđmB  Sttnm/2 =4144,59Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm =5,6 MVA

Kiểm tra lại dung lợng máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiếtcác hộ loại II trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể tạm ngừngcung cấp điện khi cần thiết:

(n-1)kqtSđmB  Sttsc

SđmB  0,7Sttsc/1,4 = 4144,59

- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có Sđm = 5,6 MVA khi đa về lắp

đặt trong nớc thì công suất định mức của MBA phải đợc hiệu chỉnh theo nhiệt

.100

51

dm

dm S S

Trong đó: + S’đm - công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)

+ Sđm - công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)

Theo khí hậu miền Bắc lấy tb= 240C, max=420C, nh vậy công suất địnhmức sau khi hiệu chỉnh S’đm=0,75SđmS’đm=0,75.5600= 4200(KVA)

Bảng 3-1: Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm

Trang 14

Vậy trạm biến áp trung tâm sẽ đặt hai máy biến áp:

c Phơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT)

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho trạm biến áp phân xởng thông qua trạmphân phối trung tâm Nhờ vậy mà việc quản lý, vận hành điện cao áp của nhàmáy sẽ thuật lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy của cung cấp điện đợcgia tăng, song vốn đầu t cho mạng điện cũng lớn hơn Trong thực tế đây là ph-

ơng pháp đợc sử dụng khi điện áp nguồn không cao (< 22kV) công suất các phânxởng tơng đối lớn

2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm, trạm phân phối trung tâm

Dựa trên hệ trục toạ độ đã chọn Oxy có thể xác định tâm phụ tải điện củanhà máy

n i i i

S

x S x

1

1 0

.

n i i i

S

y S y

1

1 0

.

Trong đó: Si - công suất tính toán của phân xởng thứ i

xi, yi: toạ độ tâm phụ tải của phân xởng thứ i

8 , 59 10452 625029

n i i i

S

x S x

1 , 53 10452 555095

n i i i

S

y S y

Vậy vị trí tốt nhất để đặt trạm biến TBATT có toạ độ: ( 59,8; 53,1 )

3 Lựa chọn phơng án đi dây của mạng cao áp:

Do tính chất quan trọng của các phân xởng nên ở mạng cao áp trong nhàmáy ta sử dụng sơ đồ hình tia Sơ đồ này có u điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, cáctrạm biến áp phân xỏng đều đợc cấp điện từ một đờng dây riêng nên ít ảnh hởngtới nhau, độ tin cậy cung cấp điện tơng đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo

vệ, tự động hoá và dễ vận hành

- Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ đợc lấy điện từ hệ thống bằng ờng dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép

Trang 15

đ-Lớp TBĐ - ĐT2 - K47

- Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạngcao áp đợc dùng cáp ngầm Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xởng và trạmbiến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 3 phơng án đi dây mạng cao áp

Trang 16

Phơng án III

Tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phơng án hợp lý:

Đờng dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp bằng đờng dâytrên không, loại dây AC

Tra bảng với dây dẫn AC và Tmax=4500h đợc Jkt =1,1(A/mm2)

Đờng dây từ hệ thống về trạm biến áp trung tâm là lộ kép nên:

dm

ttpx

U

s I

3 2

max 

Tiết diện kinh tế của cáp:

kt kt

Trang 17

) ( 15 , 62 1,

1

36 , 68 F

;

).

( 36 ,

68 35 3 2

18 , 8289 3

U

S I

kt

ttXN kt

dm

ttXN ttXN

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 70 mm2, ký hiệu AC-70 có Icp =275(A)

35 3

5600 4 , 1

3

4 , 1

A U

S I

dm

dmB

Icp > Ittsc = 129,32 (A) Dây dẫn chọn thoả mãn

- Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây

đã chọn vợt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tơng lai, nên không cần kiểmtra theo U

Sau đây lần lợt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phơng án Mục đích tínhtoán của phần này là so sánh tơng đối giữa 3 phơng án cấp điện, chỉ cần tính toán

so sánh phần khác nhau giữa 3 phơng án Cả 3 phơng án đều có những phần tửgiống nhau: đờng dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian (BATG) về (BATT)

a Phơng án 1:

Phơng án sử dụng TBATT nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 10kV sau

đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Các trạm biến áp phân xởng hạ

điện từ 10 kV xuống 0,4 KV để cung cấp cho các phụ tải trong phân xởng

- Chọn máy biến áp trong phân xởng:

Trên cơ sở đã chọn công suất máy biến áp ở phần trên ta có bảng kết quả chọn máy biến

áp cho các trạm biến áp phân xởng do ABB chế tạo:

Tên trạm (kVA)Sđm Uc/Uh(kV) Po

Tổng vốn đầu t cho trạm biến áp K B = 1536800.10 3 đ

- Xác định tổn thất điện năng A trong trạm BA:

Tổn thất điện năng trong các TBA đợc tính bằng công thức sau:



.

1

Trang 18

Trong đó: n - số máy biến áp ghép song song

t - thời gian MBA vận hành, với MBA vận hành trong suốt một năm thì

Stt - công suất tính toán của máy biến áp

SđmB - công suất định mức máy biến áp

Tính toán cho trạm biến áp phân xởng B1:

Stt = 1190,13 kVA ; SđmB = 1600 kVA ; P0 = 2,8 kW; PN = 18 kW

Ta có:



1

S

S P n t

Các thiết bị khác cũng tính toán tơng tự cho kết quả trong bảng sau

Tên trạm S đm (kVA) S tt (kVA) Po(kW) P n (kW) Số lợng máy A(kWh)

Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A B = 538830 kWh

Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điệnChọn cáp từ trạm BATT đến các trạm BA phân xởng đợc dùng cáp lõi đồng

10 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURKAWA chế tạo,

Đối với nhà máy sản xuất máy kéo làm việc hai ca, thời gian sử dụng công suấtlớn nhất Tmax = 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng tìm đợc Jkt= 3,1 A/mm2

dm

ttpx

U

S I

3 2

max 

kt kt

Trang 19

Trong đó: Isc dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, Isc = 2.Imax

khc = k1,k2

k1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy k1 = 1

k2 hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt

2 cáp, khoảng các giữa các sợi cáp là 300 mm Tra bảng ta tìm đợc k2 = 0,93.Vì chiều dài cáp từ TBATT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ

ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện Ucp

- Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1:

) ( 36 ,

34 10 3 2

13 , 1190

3 2

1 max

) ( 08 , 11 1,

3

36 ,

j

I F

kt

Tra bảng PL V,16 lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =16mm2, ký hiệu là2XPLE (3x16) có Icp=110 (A),

+ Kiểm tra điều kiện phát nóng :

Isc = 2Imax = 2.34,36 = 68,72 < 0,93Imax = 0,93.110 = 103,2 (A),

Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng

- Chọn cáp từ trạm biến áp B1 đến ban quản lý và phòng thiết kế:

Ban quản lý và phòng thiết kế là hộ tiêu thụ loại III nên dùng cáp lộ đơn đểcung cấp điện

dm

ttpx

U

S I

3

38 , 0 3

13 , 88



Chỉ có 1 cáp đi trong một rãnh nên k2 = 1 Điềukiện chọn cáp: Icp  ImaxChọn cáp đồng hạ áp 4 lõi (3 lõi dẫn điện ba pha và một lõi làm dây trungtính) cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3x35 + 25) mm2 với

Icp = 158 A

- Chọn cáp từ trạm B4 đến Phân xởng rèn

4 , 0 3 2

1293 3

2

U

S I

Trang 20

Do có dòng lớn nên ta dùng dây lộ kép, mỗi pha 2 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiếtdiện F = 500 mm2 có dòng cho phép Icp = 946 A và một cáp đồng hạ áp 1 lõi tiếtdiện F = 500 mm2 làm dây trung tính do hãng LENS chế tạo Trong trờng hợpnày, hệ số hiệu chỉnh khc = 0,83 do có 14 sợi cáp đặt chung trong một hào cáp

Chọn tơng tự cho các đờng cáp khác, kết quả ghi trong bảng sau

Tổng vốn đầu t cho đờng dây K D = 16666.10 3 đ

Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây:

Tổn thất công suất tác dụng trên các đờng dây đợc tính theo công thức:

n số đờng dây đi song song,

Tổn thất P trên đoạn cáp TBATT-B1

13 ,

= 0,67kW

Các đờng dây khác cũng tính toán tơng tự, cho kết quả trong bảng sau

Tổn thất công suất tác dụng trên các đờng dây

Trang 21

Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: P = 3,186 kW

Xác định tổn thất điện năng trên các đờng dây

Tổn thất điện năng trên các đờng dây đợc tính theo công thức:

AD = PD, [kW]

Trong đó:  thời gian tổn thất công suất lớn nhất( tra bảng)

với Tmax = 4500 và cos =0,76 ta có  = 3300 h

AD = PD, = 3,186.3300 = 10513,8 kW

- Chi phí tính toán của phơng án I:

Khi tính toán vốn đầu t xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thànhcác loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phơng án, còn những phần giốngnhau đã đợc bỏ qua không xét đến,

Tổn thất điện năng trong các phơng án bao gồm tổng tổn thất điện năngtrong các trạm biến áp và trên đờng dây:

Vốn đầu t:

K1 = KB + KD = (1536800 + 16666).103 = 1553466.103 đTổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đờng dây,

A = AB + AD = 538830 + 10513,8 = 549343,8 kWhChi phí tính toán:

Z1 = (avh + atc).K1 + c A1 = (0,1 + 0,2) 1553466.103 + 1000 549343,8

Z1 = 1015,3836.106 đ

Tính toán tơng tự cho phơng án II ta có các bảng sau

Kết quả lựa chọn MBA cho các TBA của phơng án

Trang 22

Lớp TBĐ - ĐT2 - K47 Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A B = 682593,38 kWh

Kết quả chọn cao áp và hạ áp của phơng án II

Tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây của

AD = PD, [kW]

Trong đó:  - thời gian tổn thất công suất lớn nhất( tra bảng)

AD = PD, = 3,706.3300 = 12229,8kWChi phí tính toấn phơng án II

Vốn đầu t:

A2 = AB + AD = 682593,38 + 12229,8 = 694823,18 kWh

Chi phí tính toán:

Z2 = (avh + atc).K2 + c A2 = (0,1 + 0,2) 1454518.103 + 1000 694823,18

Z2 = 1131,17858.106 đ

Phơng án III.

Trang 23

Tính toán tơng tự cho phơng án III ta có các bảng sau

Kết quả lựa chọn MBA cho các TBA của phơng án

III

Tên trạm (kVA)Sđm Uc/Uh(kV) Po

(kW) Pn

(kW) Un (%) Số lợng Đơn giá Thành tiền(10 3 đ) B1 630 10/0,4 1.2 8.2 4,5 2 81500 163000 B2 630 10/0,4 1.2 8.2 4,5 2 81500 163000 B3 630 10/0,4 1.2 8.2 4,5 2 81500 163000 B4 1000 10/0,4 1.75 13 5,5 2 130000 260000 B5 1000 10/0,4 1.75 13 5,5 1 130000 130000 B6 630 10/0,4 1.2 8.2 4,5 2 81500 163000 B7 1000 10/0,4 1.75 13 5,5 2 130000 260000 B8 630 10/0,4 1.2 8.2 4,5 2 81500 163000 Tổng vốn đầu t trạm biến áp K B = 1465000.10 3

Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các

trạm biến áp của PA III

Tên trạm S đm (kVA) S tt (kVA) Po(kW) P n (kW) Số lợng máy A(kWh)

Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A B = 614709,48kWh

Kết quả chọn cao áp và hạ áp của phơng án III

Tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây của

Trang 24

Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: P = 3,221kW

AD = PD, [kW]

Trong đó:  thời gian tổn thất công suất lớn nhất( tra bảng)

AD = PD, = 3,221.3300 = 10629,3kW

Chi phí tính toấn phơng án III

Vốn đầu t:

A3 = AB + AD = 614709,48 + 10629,3 = 625338,78 kWh

Nhận xét: Từ kết quả tính toán cho ta thấy cả 1 phơng án có hàm chi phí tính

toán nhỏ nhất và có tổn thất điện năng cũng nhỏ nhất Phơng án III có hàm chi phítính toán bé thứ hai Tuy nhiên vì phơng án I có một số máy biến áp có dung lợng lớn( 4 máy có dung lợng định mức là 1600kVA)vì vậy mà trong thiết kế phần phụ tải hạ

áp các thiết bị điện sẽ có giá thành cao hơn Hơn nữa việc thay thế bảo trì cũng sẽphức tạp hơn Vì vậy ta chọn phơng án III làm phơng án thiết kế

Chơng IV: tính toán ngắn mạch

1 Mục đích tính ngắn mạch :

- Mục đích tính ngắn mạch là để chọn và kiểm tra các thiết bị

- Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thểdùng những phơng pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau:

Trang 25

+ Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng Các hệthống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốcgia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tínhtoán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên.

+ Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hởng đáng kể tới giá trị dòngngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bịkhông chính xác

2 Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ.

2.1.Chọn điểm tính ngắn mạch:

- Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kv, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N1 tạithanh cái trạm biến áp trung tâm 35/10kv để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở

đây ta lấy SN = Scắt của máy cắt đầu nguồn

- Để chọn khí cụ điện cho cấp 10kv :

+ Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N2 tạithanh cái 10kv của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp

+ Phía cao áp trạm biến áp phân xởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N3 đểchọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm

- Cần tính điểm N4 trên thanh cái 0,4 kV để kiểm tra Tủ hạ áp tổng của trạm

Iđm = 2500 A Icđm = 31,5 kA

5 , 31 35 3

37 X

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,03 MB