Kiểm tra các thiết bị điện đã được chọn sơ bộ...59 Trang 4 Chương 1: Giới thiệu về phân xưởng và yêu cầu thiếtkế1.1 Đối tượng thiết kếThiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện k
Giới thiệu về phân xưởng và yêu cầu thiết kế
Đối tượng thiết kế
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen
Số liệu phụ tải
Bảng 1.1 và Hình 1.1 cung cấp số liệu tổng quan về phụ tải toàn nhà máy, bao gồm vị trí, diện tích, công suất đặt và yêu cầu cung cấp điện cho các phân xưởng Tỷ lệ xích trên Hình 1 giúp tính toán chính xác kích thước thực tế của các phân xưởng, từ đó xác định diện tích của chúng.
TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ
1 Phân Xường (PX) luyện gang 4000 I
3 PX máy cán phôi tấm 2000 I
7 PX sửa chữa cơ khí theo tính toán III
9 Ban Quản lý và Phòng Thí nghiệm
10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích
Bảng 1.1 Phụ tải của nhà máy luyện kim đen
Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng nhà máy luyện kim đen
Bảng 1.2 và Hình 1.2 cho số liệu của phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí.
TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy
Bộ phận máy công cụ
2 Máy tiện tự động 3 T-IM 5
3 Máy tiện tự động 2 2A-62 14
4 Máy tiện tự động 2 I615M 6
5 Máy tiện tự động 1 - 2
21 Máy mài dao cắt gọt 1 3628 3
22 Máy mài sắc vạn năng 1 3A-64 1
24 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 K113 2
40 Tủ điều khiển lò điện 1 ЗЛ-0576 -
57 Máy biến áp hàn 1 CTЗ24 24KVA
Bộ phận sửa chữa iện
68 Bể tắm có đốt nóng 1 - 4
Bảng 1.2 Danh sách thiết bị của PX SCCK
Hình 1.2.2 Sơ đồ mặt bằng của Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Các số liệu ban đầu
Điện áp nguồn: Uđm = 22kV hoặc 35kV
Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực: 250MVA
Liên kết giữa TBAKV và nhà máy: Đường dây trên không, dây nhôm lõi thép
Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 10km
Thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải nhà máy Tmax E00 giờ
Các nội dung thuyết minh và tính toán
Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy
Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy
Xác định phụ tải tính toán
Tổng quan các phương pháp xác định phụ tải tính toán
2.1.1 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số nhu cầu (Knc) và công suất đặt (Pđ)
Phương pháp này được áp dụng khi đã hoàn thiện thiết kế nhà xưởng cho xí nghiệp, mặc dù chưa có thiết kế chi tiết về bố trí máy móc và thiết bị Lúc này, thông tin duy nhất có được là công suất đặt của từng phân xưởng.
Phụ tải tính toán động lực của từng phân xưởng được xác định theo công thức:
Trong các công thức trên:
Hệ số nhu cầu (Knc) được xác định thông qua việc tra cứu sổ tay kỹ thuật dựa trên số liệu thống kê của các xí nghiệp và phân xưởng tương ứng Hệ số công suất tính toán (cosφ) cũng được lấy từ sổ tay kỹ thuật, từ đó có thể rút ra giá trị tanφ.
Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:
P0: suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m 2 )
F: diện tích cần được chiếu sáng, ở đây là diện tích của phân xưởng (m 2 )
Từ đó ta tính được phụ tải tính toán của mỗi phân xưởng:
Phương pháp này có độ chính xác thấp và không xem xét chế độ vận hành của các phụ tải, chỉ phù hợp cho việc tính toán sơ bộ khi thông tin về phụ tải như công suất (P) và tên phụ tải rất hạn chế.
2.1.2 Phương pháp xác định PTTT theo hệ số (K max ) và công suất trung bình (P tb )
Để nâng cao độ chính xác của phương pháp tính toán PTTT, cần sử dụng hệ số cực đại Thông tin ban đầu thường rất chi tiết, bắt đầu từ việc phân nhóm các thiết bị máy móc Tiếp theo, xác định PTTT cho một nhóm máy n dựa trên công suất trung bình và hệ số cực đại.
P tt = K max K sd = K max K sd ∑ i=1 n
Trong đó: n : Số máy trong nhóm
Ptb : Công suất trung bình của nhóm phụ tải
Pm : Công suất định mức của máy (kW)
Ksd : Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị
Kmax : Hệ số cực đại của nhóm phụ tải = f(nhq,Ksd) nhq : Số thiết bị sử dụng hiệu quả
Nếu hệ số sử dụng của các thiết bị trong nhóm khác nhau ta tính hệ số sử dụng trung bình
Khi P đmMin ≤ 3 và K sd ≥ 0.4, giá trị nhq sẽ bằng n Cần lưu ý rằng trong quá trình xác định nhq, các thiết bị có tổng công suất nhỏ hơn 5% tổng công suất của nhóm thiết bị sẽ được bỏ qua.
- Bước 1: tính n1 (số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm).
- Bước 3: Tính n ¿ hq = f (n ¿ , P ¿ )tra trong sổ tay
Lưu ý tra bảng chỉ bắt đầu từ nhq = 4.
Khi n ≤ 3, nhq < 4 PTTT được xác định theo công thức:
Khi n > 3, nhq < 4 PTTT được xác định theo công thức:
Trong đó: kt.i : Hệ số tải kt.i = 0,9 : Nếu thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn kt.i = 0,75 : Nếu thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
Cần lưu ý đến quy đổi các phụ tải về chế độ làm việc dài hạn:
Một pha điện áp pha-ba pha: P dm.3 P = 3 P dm PN
Một pha điện áp dây-ba pha: P dm.3 P =√ 3 P dm PP
Ngắn mạch lặp lại về dài hạn: P dm qd = P dm √ K d
Các thiết bị làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại thường là thiết bị cẩu, nâng tải trọng, máy biến áp hàn.
Cuối cùng phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm:
S ttpx = √ P ttpx 2 +Q ttpx 2 cos φ ttpx = P ttpx
2.1.3 Phương pháp xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
F- diện tích sản xuất, m 2 p0: là suất phụ tải trên 1 m 2 diện tích sản xuất, tra trong sổ tay, kW/m 2
Phương pháp này có độ chính xác thấp và chỉ thích hợp để xác định sơ bộ phụ tải, đặc biệt trong các khu vực có phân bố tương đối đồng đều Ví dụ, nó thường được áp dụng trong các phân xưởng gia công cơ khí.
Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí
2.2.1 Phân nhóm phụ tải a, Tiêu chí phân nhóm
Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc tương tự nhau.
Tổng công suất định mức của các nhóm phụ tải cần phải tương đương nhau Đồng thời, số lượng phụ tải trong các nhóm cũng nên xấp xỉ nhau, lý tưởng nằm trong khoảng từ 8 đến 12 phụ tải.
Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau.
Cần lưu ý rằng việc đáp ứng đồng thời các tiêu chí nêu trên là khó khăn do đặc điểm không xác định của phụ tải Thông thường, tiêu chí 2 và 3 được áp dụng phổ biến hơn trong thực tiễn.
Nhóm máy gia công kim loại của phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Máy biến áp hàn: cos φ = 0.35
Dựa vào vị trí và công suất của các máy công cụ trên mặt bằng phân xưởng, chúng ta phân loại thành 6 nhóm thiết bị phụ tải.
TT Tên phân xưởng SL Pđm (kW)
Bảng 2.1: Nhóm 1 phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số thiết bị có công suất > 1/2 Pmax là n1 = 4
Tổng công suất của n1 thiết bị trên là P1 = 46
Tra bảng ta tìm được: nhq *=0.73 nhq=nhq **n=0.73*9=6.57
Tra bảng ta được: kmax=2.64
P ttnhóm = ksd*kmax*Pđm = 0.15*2.64*66 = 26.136 (kW)
TT Tên phân xưởng SL Pđm (kW)
2 Máy tiện tự động 3 5 15
3 Máy tiện tự động 2 14 28
4 Máy tiện tự động 2 6 12
5 Máy tiện tự động 1 2 2
Bảng 2.2: Nhóm 2 phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số thiết bị có công suất > 1/2 Pmax là n1 = 2
Tổng công suất của n1 thiết bị trên là P1 = 28
Tra bảng ta tìm được: nhq * = 0.71 nhq = nhq * * n= 0.71*10 = 7.1
Tra bảng ta được: kmax = 2.48
P ttnhóm = ksd*kmax*Pđm = 0.15*2.48*65 = 24.18 (kW)
TT Tên phân xưởng SL Pđm (kW)
21 Máy mài dao cắt gọt 1 3 3
22 Máy mài sắc vạn năng 1 1 1
24 Máy ép kiểu trục khuỷu
Bảng 2.3: Nhóm 3 phụ tải iện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số thiết bị có công suất > 1/2 Pmax là n1 = 8
Tổng công suất của n1 thiết bị trên là P1 = 62
Tra bảng ta tìm được: nhq * = 0.65 nhq = nhq * * n= 0.65*20 = 13
Tra bảng ta được: f(12,0.15) = 1.96 & f(14,0.15) = 1.85 Áp dụng công thức nội suy: kmax = 1.905
P ttnhóm = ksd*kmax*Pđm = 0.15*1.905*85 = 24.29 (kW)
TT Tên phân xưởng SL Pđm (kW)
68 Bể tắm có đốt nóng 1 4 4
Bảng 2.4: Nhóm 4 phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số thiết bị có công suất > 1/2 Pmax là n1 = 2
Tổng công suất của n1 thiết bị trên là P1 = 25
Tra bảng ta tìm được: nhq * = 0.41 nhq = nhq * * n= 0.41*11 = 4.51 Tra bảng ta được: kmax = 3.11
P ttnhóm = ksd*kmax*Pđm = 0.15*3.11*40 = 18.66 (kW)
TT Tên phân xưởng SL Pđm (kW)
Bảng 2.5: Nhóm 5 phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
TT Tên phân xưởng SL Pđm (kW)
57 Máy biến áp hàn (cos
Bảng 2.6: Nhóm 6 phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số thiết bị có công suất > 1/2 Pmax là n1 = 8
Tổng công suất của n1 thiết bị trên là P1 = 63.4
Tra bảng ta tìm được: nhq * = 0.75 nhq = nhq * * n= 0.75*16 = 12
Tra bảng ta được: kmax = 1.96
P ttnhóm = ksd*kmax*Pđm = 0.15*1.96*83.4 = 24.52 (kW)
Bảng 2.7: Phụ tải tính toán phân xưởng sửa chữa cơ khí
Nhóm Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) Itt (A)
2.2.2 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí
Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Chọn thiết bị chiếu sáng là đèn sợi đốt cos = 1
Tra sổ tay tìm suất chiếu sáng p0 (W/m2) cho PXSCCK, ta được: p0 = 1316 (W/m 2 ) chọn p0 = 13 (W/m 2 )
Công suất chiếu sáng thành phần tác dụng: Pcs = p0 F = 15.27 (kW)
• Xác định phụ tải động lực của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí
Chọn hệ số đồng thời kdt = 0,9
Xác định PTTT của PXSCCK
Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại
Công suất tác dụng động lực: Pl = Knc Pđặt (kW)
Công suất phản kháng động lực: Ql = Pl tanφđ1 (kVAr) Công suất tác dụng chiếu sáng: Pcs = p0 F
Công suất phản kháng chiếu sáng là Qcs = 0 Công suất tác dụng của phân xưởng được tính bằng Ppx = Pl + Pcs (kW) Công suất phản kháng của phân xưởng là Qpx = Ql (kVAr) Cuối cùng, công suất toàn phần của phân xưởng được xác định bằng công thức S px = √(P ttpx 2 + Q tt px 2) (kVA).
TT Tên px P đặt F px
K nc cosφ P 0 P đ1 Q đ1 P cs P px Q px S px
(kVAr) (kW) (kW) (kVAr) (kVA)
3 PX máy cán phôi tấm 2000 1296 0.6 0.7 15 1200 1224.24 19.44 1219.44 1224.24 1727.95
7 PX sửa chữa cơ khí 1174.5 0.2 0.6 13 182.9
9 Ban quản lý 320 2592 0.8 0.8 20 256 192 51.84 307.84 192 362.81 và phòng thí nghiệm
Bảng 2.8: Phụ tải tính toán toàn nhà máy
Chọn thiết bị chiếu sáng là bóng đèn sợi đốt (cos = 1)
Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy - biểu đồ phụ tải
2.4.1 Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy
S NM = √ P 2 NM + Q 2 NM = √ 10441.17 2 +8947.134 2 750.25 ( kVA) cosφ= P NM
2.4.2 Bảng tổng kết phụ tải tính toán của toàn nhà máy a, Tâm phụ tải điện
Xác định tâm phụ tải theo phương pháp mômen phụ tải: x 0 = ∑ i=1 n
Trong đó: x0,y0 : Tọa độ tâm phụ tải xi,yi : Tọa độ phụ tải thứ i
Si : Phụ tải tính toán thứ i b, Biểu đồ phụ tải điện
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải được xác định theo công thức:
Góc phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ xác định: cs = 360*Pcs/Ppx
Lấy m = 4 kVA/mm 2 – tỷ lệ xích
TT Tên phân xưởng Pcs
3 PX máy cán phôi tấm 19.44 1219.44 1727.95 6.1 2 11.73 5.74
7 PX sửa chữa cơ khí 15.27 198.23 313.85 2.1 4.9 5 27.73
9 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 51.84 307.84 362.81 3 0.9 5.37 60.62
Bảng 2.8 Tọa độ tâm và bán kính của các phân xưởng
Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 312 000
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY
Đặt vấn đề
Việc chọn sơ đồ cung cấp điện có ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện hợp lý cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau đây.
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật – kinh tế.
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
- Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.
- An toàn cho người và thiết bị.
- Dễ dàng phát triển để áp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải trong tương lai.
Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước:
- Vạch phương án cung cấp điện.
- Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn tiết diện các đường dây cho các phương án.
- Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn được phương án hợp lý thiết kế chi tiết cho phương án đã vạch ra
Các phương án cấp điện
3.2.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp của nhà máy
Cấp điện áp vận hành của nguồn điện trong mạng cao áp của nhà máy là mức điện áp tại điểm kết nối giữa hệ thống cung cấp điện của nhà máy và lưới điện.
Xác định điện áp tính toán theo công thức kinh nghiệm:
L: khoảng cách từ nhà máy đến trạm biến áp trung gian của hệ thống điện( km)
P: Công suất tính toán của phụ tải nhà máy( kW)
Chọn điện áp nguồn Ung = 35kV
3.2.2 Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện của nhà máy
3.2.2.1 Chọn vị trí trạm biến áp trung tâm tâm hoặc tủ phân phối trung tâm
Vị trí của TBATT hoặc TPPTT của nhà máy đặt ở gần tâm phụ tải của nhà máy.
Tâm phụ tải của nhà máy được xác định như sau: x 0 ( y 0) = ∑ i=1 n
3.2.2.2 Đề xuất sơ đồ cấp điện từ TBATT hoặc TPPTT của nhà máy đến các phân xưởng
Sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện đến nhà máy
Dẫn điện bằng một đường dây từ TBAKV của hệ thống điện đến tâm phụ tải (trạm trung tâm) của toàn nhà máy.
Tâm phụ tải của nhà máy lắp đặt một trạm biến áp trung tâm (TBATT) nhằm hạ điện áp nguồn từ 35kV hoặc 22kV xuống mức trung gian 10kV hoặc 6kV Sau đó, điện năng được cung cấp cho các phân xưởng thông qua trạm biến áp phân xưởng (TBAPX).
Tâm phụ tải của nhà máy có thể được thiết lập thông qua một trạm phân phối trung tâm (TPPTT) không cần máy biến áp, chỉ sử dụng các thiết bị đóng cắt để phân phối điện Một phương pháp khác là cấp điện trực tiếp từ trạm biến áp khu vực đến các phân xưởng của nhà máy qua nhiều đường dây, được gọi là sơ đồ "dẫn sâu" Phương pháp này chỉ khả thi khi trạm biến áp khu vực (TBAKV) gần nhà máy và trong nhà máy có một số phụ tải có công suất lớn và quan trọng.
Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các TBAPX
Nguyên tắc chọn sơ đồ như sau:
Nối trực tiếp (hình tia) trạm trung tâm với các TBAPX ở gần.
Nối trực tiếp (hình tia) trạm trung tâm với các TBAPX ở xa có công suất lớn
Các TBAPX có công suất nhỏ ở xa trạm trung tâm được nối với TBAPX ở gần trạm trung tâm hơn bằng cáp cao áp
Phương án chọn trạm biến áp phân xưởng
Khi lựa chọn máy biến áp, nên chọn ít chủng loại công suất và tránh chọn máy biến áp phân phối (MBAPP) có công suất trên 1000kVA, vì loại máy này không được sản xuất phổ biến.
Các phụ tải công suất lớn (trên 2000kVA) có thể được cấp điện từ 2 TBAPX trở lên
Các phụ tải công suất nhỏ có thể được cấp điện chung thông qua một TBAPX Để tối ưu hóa hiệu suất, vị trí của TBAPX nên được đặt tại phân xưởng có công suất lớn nhất và yêu cầu cung cấp điện cao nhất.
Số lượng máy biến áp trong một trạm biến áp phân phối (TBAPX) được xác định dựa trên nhu cầu cung cấp điện của phụ tải quan trọng nhất Cụ thể, đối với phụ tải loại I và II, cần lắp đặt 2 máy biến áp, trong khi phụ tải loại III chỉ yêu cầu 1 máy.
Dựa vào độ lớn và phân bố phụ tải của nhà máy dệt:
- Sử dụng 7TBA trong đó:
+ TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện
+ TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng lò Martin
+ TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cán phôi tấm
TBA B4 cung cấp điện cho Phân xưởng cán nóng và BQL&PTN, trong khi TBA B5 cung cấp cho Phân xưởng cán nguội và SCCK TBA B6 đảm nhận việc cung cấp điện cho Phân xưởng tôn.
+ TBA B8 cung cấp cho PT của trạm bơm
- Sử dụng 6 TBA trong đó:
+ TBA B1 cung cấp cho PT của phân xưởng luyện
+ TBA B2 cung cấp cho PT của phân xưởng lò Martin
+ TBA B3 cung cấp cho PT của phân xưởng cán phôi tấm và BQL & PTN
+ TBA B4 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nóng
+ TBA B5 cung cấp cho PT của phân xưởng cán nguội và SCCK
+ TBA B6 cung cấp cho PT của phân xưởng tôn và trạm bơm
3.2.2.3 Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới các trạm biến áp phân xưởng
Do tính chất quan trọng của các phân xưởng, mạng cao áp trong nhà máy nên sử dụng sơ đồ hình tia hoặc liên thông Đối với phân xưởng loại I, áp dụng lộ kép, trong khi phân xưởng thuộc hộ loại III sử dụng đường dây đơn Sơ đồ này có nhiều ưu điểm như đấu dây rõ ràng, các trạm biến áp được cấp điện từ đường dây riêng, giảm thiểu ảnh hưởng lẫn nhau, đảm bảo độ tin cậy cao trong cung cấp điện, dễ dàng thực hiện bảo vệ và tự động hóa, cũng như thuận tiện trong vận hành Các đường cáp cao áp được đặt trong các đường xây riêng trong đất, dọc theo các tuyến giao thông nội bộ.
Từ đó ta ưa ra 4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy:
4 phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy:
Tính toán kinh tế - kĩ thuật cho các phương án
3.3.1 Tính toán máy biến áp
Các máy biến áp ở TBAPX đều thuộc loại 35/0.4 kV a, Phương án 1 và 2
** Chọn máy biến áp Điều kiện chọn máy biến áp: S đm B ≥ S TBA
STBA, hay phụ tải cực đại của trạm biến áp, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định phụ tải tính toán cho toàn bộ nhà máy đối với TBATT Đối với TBAPX, STBA cũng tương ứng là phụ tải tính toán của chính TBAPX đó.
NB là số máy biến áp trong trạm khc là hệ số hiệu chỉnh SđmB
Khi xảy ra sự cố với 1 máy phát (chỉ áp dụng cho trạm biến áp có NB ≥2):
Trong đó: S sc TBA là phụ tải cực đại của trạm biến áp trong chế độ 1 trong NB
MBA sự cố không làm việc, khi đó S sc TBA = S TBA
Kqt là hệ số quá tải sự cố, do MBA đặt trong nhà lấy kqt = 1,4
Ví dụ với phân xưởng luyện:
Ptt = 2472 kW; Qtt = 1800 kVAr => Stt = Stba = 3058 kVA
Trong trường hợp sự cố xảy ra với một máy biến áp, máy còn lại có khả năng hoạt động quá tải trong 1-2 ngày để thực hiện sửa chữa, đồng thời cần cắt giảm các phụ tải không quan trọng Do đó, công suất của máy biến áp được xác định dựa trên khả năng này.
Chọn máy biến áp có tiêu chuẩn Sđm = 2500kVA
Các trường hợp khác tương tự ta được bảng sau:
Bảng 3.1: Bảng chọn MBAPX của nhà máy
Phân xưởng PTTT PX PTTT TBA PX Chọn TBA PX
T Ptt Qtt Ptt Qtt Stt
Bảng 3.2: Các thông số của MBA
PX Sđ m kVA Tỷ số biến
B2 2000 35/0,4kV 2 2.8 20.0 6 1 305.4 610.8 B3 1250 35/0,4kV 2 1.8 14.0 6 1.5 179.1 358.2 B4 2500 35/0,4kV 2 3.5 22 6 1 372.5 745 B5 2500 35/0,4kV 2 3.5 22.0 6 1 372.5 745 B6 1600 35/0,4kV 2 2.2 16.0 6 1 223.2 446.4 B8 1250 35/0,4kV 2 1.8 14.0 6 1.5 179.1 358.2
Tổng vốn đầu tư cho MBA: V B 874.4 triệu đồng
** Xác định tổn thất điện năng của MBA
Tổn thất điện năng máy biến áp:
NB: Số MBA trong trạm biến áp t: Thời gian vận hành MBA MBA vận hành cả năm, t60 giờ
𝜏: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất 𝜏 = (0,124 + 10 −4 𝑇 𝑚𝑎𝑥 ) 2 8760
∆𝑃 0 , ∆𝑃 𝑁 : Tổn thất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
SđmB: Công suất định mức của MBA
Smax: Phụ tải lớn nhất của TBA
Các trường hợp khác tương tự, ta được bảng sau:
Bảng 3.3: Tổn thất điện năng của MBAPX , Tmax = 4500h
MBA SđmB kVA Smax kVA ∆𝑃 0 kW ∆𝑃𝑁 kW ∆𝐴 kWh
Tổng lượng tổn thất điện năng trong các TBAPX: ∆𝑨𝑩= 601526.8 𝒌𝑾𝒉 b, Phương án 3 và 4
Tính tương tự như phương án trên, ta được bảng sau:
Bảng 3.4: Bảng chọn MBAPX của nhà máy
Phân xưởng PTTT PX PTTT TBA PX Chọn TBA PX
Tên px STT Ptt Qtt Ptt Qtt Stt Kí hiệu Sđ m.B NB
Bảng 3.5: Các thông số của MBA
TBAPX Sđ m kVA Tỷ số biến
Thành tiền (Triệu ồng) B1 2500 35/0,4kV 2 3.5 22.0 6 1 372.5 745
Tổng vốn đầu tư cho MBA: V B 797.6 triệu đồng
Bảng 3.6: Tổn thất điện năng của MBAPX , Tmax = 4500
MBA Sđm.B kVA S max kVA ∆𝑃 0 kW ∆𝑃𝑁 kW ∆𝐴 kWh
Tổng lượng tổn thất điện năng trong các TBAPX: ∆𝑨 𝑩 = 593920.6 kWh
Sơ đồ trạm phân phối trung tâm
Nhà máy luyện kim đen có quy mô và công suất lớn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, do đó việc duy trì nguồn điện liên tục là rất cần thiết Việc sử dụng máy phát điện dự phòng không hiệu quả bằng việc cung cấp điện qua hai đường dây trung áp Vì vậy, việc thiết lập trạm phân phối trung tâm với sơ đồ hệ thống thanh góp phân đoạn là giải pháp tối ưu.
Nhà máy sử dụng sơ đồ hệ thống thanh góp phân đoạn cho TPPTT, lắp đặt các tủ máy cắt (máy cắt hợp bộ) cho tất cả các đầu vào, đầu ra và liên lạc giữa các phân đoạn Do đường dây từ TBATG đến nhà máy là trên không, mỗi phân đoạn thanh góp của TPPTT cần có thêm một chống sét van Với điện áp 35kV, mỗi phân đoạn thanh góp phải trang bị một máy biến áp đo lường ba cuộn dây, trong đó cuộn tam giác hở để phát hiện dòng chạm đất một pha Tủ hợp bộ được chọn là loại F400 của hãng Schneider, với hệ thống thanh góp có dòng định mức 1250 A.
Hình 3.1 Hệ thống thanh góp có phân đoạn
(kV) Iđm(A) Loại Icắtđm (kA) Iôđn/tôđn (kA/s) Iôđđ (kA)
Bảng 3.2 Thông số máy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm
- Điều kiện chọn máy cắt:
Iôđn 2 tôđn.MC ≥ BN = I 2 tqđ
- Chọn máy cắt điện cho mạch cáp từ TPPTT đến B1 - Dòng điện cưỡng bức khi sự cố hỏng một mạch cáp là:
Chọn máy cắt F400 của Schneider chế tạo, có Iđm = 1250 A, giá mỗi máy là 26000USD
Tính toán tương tự cho các mạch cáp còn lại ta có bảng kết quả sau:
Bảng 3.8: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1
Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 338 000 3.3.2.2 Phương án 2
Tính toán tương tự như phương án 1, ta được bảng sau:
Bảng 3.9: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1
Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 260 000
Tính toán tương tự như phương án 1, ta được bảng sau:
Bảng 3.10: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1
Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 312 000 3.3.2.4 Phương án 4
Tính toán tương tự như phương án 1, ta được bảng sau:
Bảng 3.11: Kết quả chọn máy cắt cao áp phương án 1
Tính toán dây dẫn
3.4.1 Chọn dây dẫn từ TBATG đến trạm TPPTT Đường dây cung cấp từ TBATG về trạm TPPTT của nhà máy dài 10 km sử dụng ĐDK, dây nhôm lõi thép, lộ kép Ta có Tmax của nhà máy luyện kim là
Với thời gian sử dụng 4500 giờ và giá trị Tmax, dây dẫn AC cho phép tra cứu Jkt đạt 1,1 A/mm², theo Bảng 5 trang 294 trong sách "Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng".
Công thức tính để chọn tiết diện dây dẫn.
Ftt : Tiết diện dây tính toán
Itt: Dòng điện tính toán lớn nhất đi qua dây dẫn
Jkt: Mật độ dòng kinh tế
Công thức tính dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp:
Trong đó: n: Số lô cáp
Dựa vào trị số của Fkt tính được, tra bảng ta lựa chọn được tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất.
Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (Icp)
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k1 được xác định là 1, trong khi hệ số k2, tính đến số lượng dây cáp đặt chung một rãnh, có giá trị k2=0,9 khi khoảng cách giữa hai sợi cáp là 100 mm.
Isc: Dòng điện qua dây cáp khi sự cố đứt 1 dây Isc=2.Itt.max
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên
𝐼 𝑠𝑐 = 2𝐼 𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 = 226.82 => Icp ≥ Isc/(1*0.9) = 252.02 A Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC – 95 có Icp = 335A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn dây AC-95 để dẫn điện từ TBATG về nhà máy
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với dây dẫn AC – 95 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 m, tra bảng PL4.6 được 𝑟 0 = 0.33
Vậy dây dẫn AC-95 thỏa mãn các yêu cầu
3.4.2 Chọn dây dẫn từ TPPTT đến các TBAPX a) Phương án 1: Các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ TPPTT( Sử dụng
Tmax của nhà máy luyện kim là 4500h, và với giá trị Tmax này, cáp lõi đồng có giá trị Jkt là 3.1 A/mm² (theo Bảng 5 trang 294 trong sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng).
**)Tính cho nhánh TBAPX – B1( cao áp)
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên:
𝐼𝑠𝑐 = 2𝐼𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 = 50.44 => 𝐼𝑐𝑝 ≥ Isc/(1*0.9) = 56.04 A Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.927 /km, 𝑥 0 = 0.136 /km với chiều dài khoảng cách là 170m
5%Uđm = 0.05*35000 = 1800V > ∆UVậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 thỏa mãn các yêu cầu.
Nhánh TBAPX-B1 cung cấp cho phụ tải có công suất lớn nhất, do đó các nhánh khác với công suất nhỏ hơn đều sử dụng dây dẫn là cáp đồng 3 lõi với tiết diện 25mm².
**)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp ồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0754 /km; x0 = 0.07 /km với chiều dài khoảng cách là 84m.
**)Tính cho nhánh B4-B9 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0601 /km; x0 = 0.068 /km với chiều dài khoảng cách là 241.5 m
Bảng 3.12: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV và hạ áp 0.4kV phương án 1 Đường cáp Um
F (mm 2 ) Độ dài cáp (m) Đơn giá (VNĐ/m)
Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: V D b2730000 VNĐ
Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P:
Bảng 3.13: Kết quả tính toán ∆P phương án 1
Tổng tổn thất công suất tác dụng 19.076
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây:
∆AD = ∆P = 19.067 * 2886 = 55027 kWh b) Phương án 2:Các trạm biến áp xa TPPTT được lấy điện liên thông qua các trạm ở gần TPPTT( Sử dụng 7 TBA)
**)Tính cho nhánh TBAPX – B4( tuyến cáp này cấp điện cho cả B4 lẫn B5)
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên
𝐼 𝑠𝑐 = 2𝐼 𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 = 88.22=> 𝐼 𝑐𝑝 ≥ Isc/(1*0.9) = 98.02 A Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.927 /km, 𝑥 0 = 0.136 /km với chiều dài khoảng cách là 192m
5%Uđm = 0.05*35000 = 1800V > ∆U Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 thỏa mãn các yêu cầu.
Nhánh TBAPX-B4 cung cấp cho phụ tải có công suất lớn nhất, do đó, các nhánh khác với công suất nhỏ hơn đều sử dụng dây dẫn là cáp đồng 3 lõi với tiết diện 25mm².
**)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp ồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0754 /km; x0 = 0.07 /km với chiều dài khoảng cách là 84m.
**)Tính cho nhánh B4-B9 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0601 /km; x0 = 0.068 /km với chiều dài khoảng cách là 241.5 m
Bảng 3.14: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV và hạ áp 0.4kV phương án 2 Đường cáp Uđm
F (mm 2 ) Độ dài cáp (m) Đơn giá (VNĐ/m)
Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: V D Q6153000 VND
Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P:
Bảng 3.15: Kết quả tính toán ∆P phương án 2
Tổng tổn thất công suất tác dụng 20.14
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây:
∆AD = ∆P = 20.14 * 2886 = 58124 kWh c) Phương án 3: :Các trạm biến áp ược cấp iện trực tiếp từ TPPTT( Sử dụng 6
**)Tính cho nhánh TBAPX – B1 (cao áp)
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên
𝐼 𝑠𝑐 = 2𝐼 𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 = 50.44 => 𝐼 𝑐𝑝 ≥ Isc/(1*0.9) = 56.04 A Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.927 /km, 𝑥 0 = 0.136 /km với chiều dài khoảng cách là 170m
5%Uđm = 0.05*35000 = 1800V > ∆U Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 thỏa mãn các yêu cầu.
Nhánh TBAPX-B1 cung cấp cho phụ tải với công suất lớn nhất, do đó các nhánh khác có công suất nhỏ hơn sẽ sử dụng dây dẫn là cáp đồng 3 lõi có tiết diện 25mm².
**)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp ồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0754 /km; x0 = 0.07 /km với chiều dài khoảng cách là 84m.
**)Tính cho nhánh B4-B9 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0601 /km; x0 = 0.068 /km với chiều dài khoảng cách là 241.5 m
**)Tính cho nhánh B6-B8 ( hạ áp)
Do dòng điện tải rất lớn 1847.36A nên ta chọn mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi có tiết diện F0mm 2 với Icp = 382A
Bảng 3.16: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV phương án 3 Đường cáp Uđm
F (mm 2 ) Độ dài cáp (m) Đơn giá (VNĐ/m)
Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: V D 8310000 VNĐ
Xác định tổn thất công suất tác dụng ∆P:
Bảng 3.17: Kết quả tính toán ∆P phương án 3
Tổng tổn thất công suất tác dụng 105.66
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây:
∆AD = ∆P = 105.66 * 2886 = 304934 kWh d) Phương án 4:Các trạm biến áp xa TPPTT ược lấy iện liên thông qua các trạm ở gần TPPTT( Sử dụng 6 TBA)
**)Tính cho nhánh TBAPX – B4 (tuyến cáp này cấp cho cả B4 và B5)
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên
𝐼𝑠𝑐 = 2𝐼𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 = 88.22 => 𝐼𝑐𝑝 ≥ Isc/(1*0.9) = 98.02 A Tra bảng PL cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 có Icp = 150A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 để dẫn điện từ TPPTT về TBAPX
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.927 /km, 𝑥 0 = 0.136 /km với chiều dài khoảng cách là 192 m
5%Uđm = 0.05*35000 = 1800V > ∆U Vậy cáp đồng 3 lõi tiết diện 25mm 2 thỏa mãn các yêu cầu.
Nhánh TBAPX-B1 có công suất lớn nhất, do đó các nhánh khác với công suất nhỏ hơn đều sử dụng dây dẫn là cáp đồng 3 lõi với tiết diện 25mm².
**)Tính cho nhánh B5-B7 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 có Icp = 538A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 240mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp ồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0754 /km; x0 = 0.07 /km với chiều dài khoảng cách là 84m.
**)Tính cho nhánh B4-B9 ( hạ áp)
Tra bảng PL cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 có Icp = 621A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi tiết diện 300mm 2 để dẫn điện
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với cáp đồng 3 lõi tra bảng được 𝑟 0 = 0.0601 /km; x0 = 0.068 /km với chiều dài khoảng cách là 241.5 m
**)Tính cho nhánh B6-B8 ( hạ áp)
Do dòng điện tải rất lớn 1847.36A nên ta chọn mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi có tiết diện F0mm 2 với Icp = 382A
Bảng 3.18: Kết quả chọn cáp cao áp 35 kV và hạ áp 0.4kV phương án 4 Đường cáp Uđm, kV F, mm 2 Độ dài cáp, m Đơn giá, VNĐ/m
Tổng vốn đầu tư cáp cao áp: V D w4322000 VNĐ
Bảng 3.19: Kết quả tính toán ∆P phương án 4
Tổng tổn thất công suất tác dụng 107.09
Xác định tổn thất điện năng trên đường dây:
3.4.3 Tính toán chi phí hằng năm
Z =( a vh + a tc ) K + C ∆ A Trong đó: avh : Hệ số vận hành TBA ường dây cáp, avh=0,1. atc : Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn ầu tư atc = 0,2.
Bảng 3.20: Bảng chi phí cho hằng năm
(triệu đồng) Đường dây (triệu đồng)
Tổn hao MBA (triệu đồng)
Tổn hao đường dây (triệu đồng)
Tổng vốn đầu tư (triệu đồng)
Tổng tổn hao (triệu đồng)
Tổng cho phí (triệu đồng)
Theo bảng tổng kết, phương án 2 và phương án 4 có tổng chi phí thấp hơn so với hai phương án còn lại Tuy nhiên, phương án 4 lại có tổn hao lớn nhất, do đó phương án 2 đã được lựa chọn để thiết kế.
Thiết kế chi tiết cho phương án
Phương án đã chọn: Phương án 2
3.4.1 Chọn tiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện về nhà máy Đường dây cung cấp từ TBATG về trạm TPPTT của nhà máy dài 10 km sử dụng ĐDK, dây nhôm lõi thép, lộ kép Ta có Tmax của nhà máy luyện kim là 4500h, với giá trị của Tmax, dây dẫn AC ta tra được Jkt=1,1 (A/mm 2 ) ( Tra Bảng 5 trang 294 – Sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng )
Công thức tính để chọn tiết diện dây dẫn:
Ftt : Tiết diện dây tính toán
Itt: Dòng điện tính toán lớn nhất đi qua dây dẫn
Jkt: Mật độ dòng kinh tế
Công thức tính dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp:
Trong đó: n: Số lô cáp
Dựa vào trị số của Ftt tính được, tra bảng ta lựa chọn được tiết diện cáp tiêu chuẩn gần nhất.
Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (Icp)
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k1 được xác định là 1 Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k2, tính đến số lượng dây cáp đặt chung trong một rãnh, cho thấy rằng đối với hai sợi cáp có khoảng cách 100 mm giữa các sợi, k2 có giá trị là 0,9.
Isc: Dòng điện qua dây cáp khi sự cố đứt 1 dây Isc=2.Itt.max
Khi đứt một dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất nên
𝐼 𝑠𝑐 = 2𝐼 𝑡𝑡𝑚𝑎𝑥 = 226.82 => Icp ≥ Isc/(1*0.9) = 252.02 A Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC – 95 có Icp = 335A, thỏa mãn điều kiện trên
=> Chọn dây AC-95 để dẫn điện từ TBATG về nhà máy
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với dây dẫn AC – 95 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 m, tra bảng PL4.6 được 𝑟 0 = 0.33
5%U đm = 0.05*35000 = 1800V > ∆UVậy dây dẫn AC-95 thỏa mãn các yêu cầu
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để kiểm tra hiệu suất của các thiết bị đã được sơ bộ chọn như MBA, cáp trung áp và máy cắt trung áp trong chế độ sự cố ngắn mạch Đồng thời, cần lựa chọn tất cả các thiết bị phân phối điện khác bao gồm BU, BI, chống sét van, cầu chì, cầu dao phía cao áp và aptomat phía hạ áp của TBAPX.
Để kiểm tra máy cắt và thanh góp tại thanh cái TPPTT, cần xác định các điểm ngắn mạch ở cả phía cao áp và hạ áp Việc này giúp đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.
TBAPX a) Tính dòng ngắn mạch tại thanh góp của TPPTT(N1) và tại thanh cái của TBAPX phía cao áp (N 2-i )
Tính điện kháng của hệ thống XH:
Utb = 1,05.Um= 36,75 (kV): điện áp trung bình sử dụng trong tính toán ngắn mạch, (kV)
SN : công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn, SN= 350 (MVA) Điện trở và điện kháng của đường dây:
Trong đó: r 0 , x 0 - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn [Ω/km] l - chiều dài ường dây [km]. n – số lộ đường dây.
Vì cùng 1 cấp điện áp là 35kV nên tính toán trong hệ có tên
- Tính dòng điện ngắn mạch phía trung, cao áp:
ZΣ : tổng trở tính từ hệ thống tới điểm ngắn mạch (Ω)
- Tính trị số dòng điện ngắn mạch xung kích
Bảng 4.1: Thông số của ĐDK và cáp
F (mm2) Độ dài (m) r0, (Ω/km) x0, (Ω/km)
- Tính dòng ngắn mạch tại điểm N trên thanh góp của TPPTT:
- Tính dòng ngắn mạch tại điểm N2-i trên thanh cái của trạm B1
- Tính dòng ngắn mạch các điểm N2-i trên thanh cái của TBAPX khác tương tự
Ta có bảng kết quả:
Bảng 4.2: Kết quả tính toán dòng iện ngắn mạch phía cao áp của nhà máy Điểm tính N X
Thanh cái trạm B8 5.331 1.508 3.647 9.28 b) Tính dòng ngắn mạch tại phía hạ áp của TBAPX
- Tính điện trở và điện kháng MBA
Bảng 4.3: Điện trở và điện kháng của các MBAPX(Cao áp)
TBAPX SđmB kVA Số lượng ∆𝑃𝑁
Bảng 4.4: Các thông số quy đổi điện trở của cáp, hệ thống , MBA và ĐDK
- Tính dòng điện ngắn mạch tại phân xưởng 1
- Tính dòng điện ngắn mạch phía hạ áp của các phân xưởng khác tương tự ta có:
Bảng 4.5: Kết quả tính toán dòng điện ngắn mạch phía hạ áp của các phân xưởng Điểm tính N X
3.4.3 Kiểm tra các thiết bị điện đã được chọn sơ bộ a) Kiểm tra cáp trung áp
- Kiểm tra cáp trung áp theo điều kiện ổn định nhiệt
- Với cáp chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn nhất
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
Vậy chọn cáp 25 mm 2 cho các tuyến là hợp lí. b) Kiểm tra máy cắt
Kiểm tra máy cắt dựa vào:
(kV) Im (A) Loại Icắtđm(kA) Iôđn/tôđn(kA/s) Iôđđ(kA)
Thông số mắy cắt đặt tại trạm phân phối trung tâm
3.4.4 Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác
Tại trạm phân phối trung tâm a, Biến dòng điện (BI):
- Ta có: Um.m = 35kV; Icb = 252.02A ; 𝐼 𝑁 = 𝐼" = I∞ =3.7kA và Ixk 9.41kA
Với các thông số trên kết hợp với tra bảng PL2.21 ta chọn máy biến dòng do SIEMENS chế tạo
Bảng 4.6: Thông số kĩ thuật BI
U chịu đựng tần số công nghiệp 1’
Kiểm tra lại biến dòng điện:
- Uđm = 36kV > 35kV => Thỏa mãn
- Iôđn 2 tôđn = 80 2 *1 = 6400kA > 3.7 2 *0.5=6.845 => Thỏa mãn b) Biến điện áp (BU)
Với các thông số trên kết hợp với tra bảng PL2.22 ta chọn máy biến áp do SIEMENS chế tạo:
Bảng 4.7: Thông số kĩ thuật BU
U chịu đựng tần số công nghiệp 1’
- Chống sét van là thiết bị điện trở phi tuyến có nhiệm vụ chống sét truyền từ ĐDK vào trạm phân phối và trạm biến áp
- Chọn loại chống sét van Cooper do Mỹ chế tạo có Uđm = 35kV
Tr ạ m bi ến áp phân xưở ng a) Cầu chì cao áp
- Điều kiện chọn cầu chì cao áp:
Chúng tôi đã tiến hành kiểm tra cầu chì cao áp do Trung Quốc chế tạo cho một TBAPX (B1) với các thông số như sau: Điện áp định mức Uđm là 35kV, đáp ứng yêu cầu; dòng điện định mức Iđm eA lớn hơn 50.44A, cũng thỏa mãn; và dòng cắt Icắt đạt 31.5kA, vượt xa mức yêu cầu 3.68kA.
Bảng 4.8: Thông số kĩ thuật cầu chì cao áp tại các TBAPX
W B1 50.44 3.700 FCO3565A 35 65 31.5 530 140 B2 44 3.680 FCO3550A 35 50 31.5 408 115 B3 28.5 3.686 FCO3535A 35 35 31.5 250 81 B4 46.37 3.683 FCO3550A 35 50 31.5 408 115 B5 47.87 3.676 FCO3550A 35 50 31.5 408 115 B6 31.59 3.661 FCO3535A 35 35 31.5 250 81
B8 19 3.683 FCO3525A 35 25 31.5 127 57 b) Dao cách li cao áp
- Điều kiện chọn DCL cao áp:
- Tra bảng PL2.16 và chọn dao cách li phụ tải ngoài trởi do Liên Xô chế tạo:
Bảng 4.9: Thông số kĩ thuật dao cách li phụ tải tại các TBAPX
(𝑘𝐴) 𝑖 𝑥𝑘 (𝑘𝐴) Loại U đm kV I đm A I ôđn (10s) kA I ôđđ kA
Kiểm tra lại dao cách li cao áp cho một TBAPX(B1):
- Uđm = 35kV = 35kV => Thỏa mãn
-I ôđn 2 t ôđn = 29 2 *10 = 8410kA > 2.89 2 *0.5=4.176 => Thỏa mãn
- Iôdd = 47kA > 7.36kA => Thỏa mãn c) Aptomat tổng phía hạ áp của TBAPX
- Điều kiện chọn Aptomat tổng và aptomat phân đoạn phía hạ áp TBAPX
U đm A ≥U đm m ;I đm A ≥ I max =k qt S đm
- Với trạm 1 MBA đặt 2 tủ: 1 tủ aptomat tổng và 1 tủ aptomat nhánh
- Với trạm 2 MBA đặt 5 tủ: 2 tủ aptomat tổng; 1 tủ aptomat phân đoạn và 2 tủ aptomat nhánh.
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B1 là:
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B2 là:
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B3 là:
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B4 là:
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B5 là:
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B6 là:
- Dòng điện lớn nhất đi qua aptomat tổng của TBAPX B8 là:
- Số liệu và kết hợp bảng PL3.4, ta chọn dùng aptomat hạ áp của hãng Merlin Gerin.
Bảng 4.10: Aptomat tổng ặt trong các TBAPX (Merlin Gerin)
(𝑘𝐴) Loại Số lượng Uđm, V Iđm, A Icắt N, kA
B8 1804.22 46.1 M20 1 690 2000 55 d) Sơ đồ mạng cao áp của toàn nhà máy
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy