Đồ án môn học cung cấp điện thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp

Phân chia nhóm thiết bịTiến hành chia nhóm: - Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làmviệc;- Công suất các n

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

- -ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT

CÔNG NGHIỆP

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN DUY LONG

Mã sinh viên : 19810170087 Giáo viên hướng dẫn : TS NGUYỄN PHÚC HUY

Ngành : CÔNG NGHỆ KT ĐIỆN ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN

Hà Nội, tháng 10 năm 2022

Đồ án môn học cung cấp điện

Nhiệm vụ 2A

“Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp”

I Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng công nghiệp

II Các số liệu ban đầu

1 Thông số cơ bản

-Phân xưởng: Chiều cao h = 4,0 + (m) Số liệu thiết bị điện như mục 2;

tỷ lệ phụ tải điện ưu tiên là 65%.Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM =

4000(h)

-Nguồn điện: cách phân xưởng L = 300.(2+ ) Điện áp lưới phân phối là

22kV; công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk= ( =(1+1).75=150 MVA;

-Mạng điện: Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 0,25s Hao tổn điện

áp cho phép là U cp 5% Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 0,93

-Kinh tế: Giá thành tổn thất điện năng = 1800đ/kWh; suất thiệt hại do

mất điện gth = 18000 đ/kWh; thời gian mất điện trung bình năm là 24 giờ; hệ số

thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc = 0,125; hệ số vận hành sửa chữa lớn là 4%

2 Số liệu thiết bị của phân xưởng

Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị

Hệ

số ksd

12;13;14;15;16;24;2

5

Máy tiện bu lông 0,8

50,58 22+2,8+2,8+ x3,5+5,5+10+12

Nguyễn Duy Long ->

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam đã gia nhập WTO mở đầu cho một thời đại kinh tế mới Nền kinh tế

lấy các ngành công nghiệp dịch vụ là chủ đạo Trong thời kì công nghiệp hóa nàykhông ai có thể phủ nhận được tầm quan trọng cuả các ngành công nghiệp nănglượng, mà trong đó ngành điện là một trong những ngành chủ chốt Cũng chính vì vaitrò quan trọng của ngành điện mà các kĩ sư hệ thống điện cang phải đáp ứng đượcnhững nhu cầu cao hơn Phải có được những vốn kiến thức vững chắc về ngành đểthiết kế xây dựng nên những hệ thống chất lượng, thỏa mãn các yêu cầu về kinh tếcũng như kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực tế Các chỉ tiêu đặt ra khi tiến hành thiết

kế cung cấp điện là:

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

- Độ tin cậy cung cấp điện cao, ít sự cố, có thể phát triển về sau này

- Đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế vốn đầu tư là nhỏ nhất

Kĩ thuật và kinh tế luôn là hai vấn đề trái ngược và mây thuẫn với nhau Để giảiquyết vấn đề này chúng ta cần thiết kế cung cấp điện một cách tối ưu nhất Điều này

sẽ được trình bày cụ thể trong đồ án môn học “Cung cấp điện “ với đề tài là “ Thiết

kế cung cấp điện cho một phân xưởng“.

Trong thời gian thực hiện để tài cùng với sự cố gắng tìm hiểu của bản thân

em đã nhận được rất nhiêu từ các thầy cô trong khoa Đặc biệt là giảng viên TS NGUYỄN PHÚC HUY là người trực tiếp giảng dậy em môn”Cung cấp điện” và

hướng dẫn em làm đề tài này

Xong do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏinhững thiếu sót Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý chỉnh sửa của các thầy côcùng với sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoànthành tốt việc học tập trong nhà trường

Em xin trân thành cảm ơn !

Hà Nội, tháng 10 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Long

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN

KHÁNG 7

1.1 Tính phụ tải chiếu sáng và ổ cắm 7

1.1.1 Tính toán công suất đèn chiếu sáng và ổ cắm 7

1.1.2 Chọn cáp và thiết bị bảo vệ mạch chiếu sáng và ổ cắm 10

1.1.2.1 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng 10

1.1.2.2 Chọn dây dẫn từ Aptomat nhánh tới các nhóm đèn và ổ cắm 10

1.1.2.3 Chọn Aptomat tổng, Aptomat nhánh 11

1.1.2.4 Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với Aptomat 11

1.1.3 Sơ đồ nguyên lý, bảng thống kê vật tư vật liệu 11

1.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát 14

1.2.1 Tính toán lưu lượng gió và lựa chọn quạt 14

1.2.2 Chọn cáp và thiết bị cho quạt làm mát 15

1.3 Phụ tải động lực 15

1.3.1 Phân chia nhóm thiết bị 15

1.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực 18

1.4 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 19

1.5 Bù công suất phản kháng 20

CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP NGUỒN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 17 2.1 Lựa chọn phương án cấp nguồn trung áp 17

2.1.1 Lựa chọn phương án kết nối tại điểm đấu 17

2.1.2 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp 20

2.2 Phương Án Trạm Biến Áp 21

2.2.1 Lựa Chọn Công Suất Và Số Lượng Mba 21

2.2.2 Chọn cáp từ MBA tới tủ phân phối tổng 25

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 27

3.1 Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phân xưởng 27

3.1.1 Các phương án sơ bộ 27

3.1.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu 31

CHƯƠNG 4 : LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 38

4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHÍA CAO ÁP 38

4.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO PHÍA HẠ ÁP 39

4.3 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH NHIỆT 40

4.4 LỰA CHỌN THIẾT BỊ 41

XÂY DỰNG LẠI SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRÊN PHẦN MỀM E-DESIGN 17

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 17

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CẤP ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1: Thống kê vật tư 14

Bảng 1 2: Phân chia nhóm thiết bị 16

Bảng 2 1: Thông số MBA phương án 1 22

Bảng 2 2: Bảng thông số MBA phương án 2 23

Bảng 2 3: Bảng tổng kết các phương án 25

Bảng 3 1: Thông số đường dây phương án 1 32

Bảng 3 2: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật phương án 1 34

Bảng 3 3: Thông số đường dây phương án 2 36

Bảng 3 4: Bảng chi phí theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật phương án 2 36

Bảng 3 6: Bảng so sánh các phương án 37

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1: Khoảng cách đèn đến mặt phẳng làm việc 8

Hình 1 2: Sơ đồ bố trí đèn 9

Hình 1 3: Sơ đồ đi dây chiếu sáng 12

Hình 1 4: Sơ đồ nguyên lý tủ chiếu sáng ổ cắm thông thoáng làm mát 13

Hình 2 1: Các phương án cấp điện cho trạm biến áp 17

Hình 2 2: Các phương án chọn số lượng máy biến áp 19

Hình 3 1: Sơ đồ hình tia 24

Hình 3 2: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp 25

Hình 3 3: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây 26

Hình 3 4: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không 26

Hình 3 5: Sơ đồ thanh dẫn 27

Hình 3 6: Sơ đồ đi dây phương án 1 29

Hình 3 7: Sơ đồ đi dây phương án 2 34

Hình 4 1: Sơ đồ trạm phân phối 42

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN

KHÁNG

1.1 Tính phụ tải chiếu sáng và ổ cắm

1.1.1 Tính toán công suất đèn chiếu sáng và ổ cắm

Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng nhất phỉa quan tâm là đáp ứng yêucầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác Thiết kế chiếu sángphải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Không bị lóa mắt

- Không lóa do phản xạ

- Phải có độ rọi đồng đều

- Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định

- Phải tạo ra ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

Bố trí đèn: thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thướca×b×H là 36×24×6m Coi trần nhà màu trắng , tường màu vàng, sàn nhà màuxám, với độ rọi yêu cầu Eyc = 100( lux)

Hình 1 1: Khoảng cách đèn đến mặt phẳng làm việc

Khoảng cách đèn đến mặt công tác: H= h – h1 – h2= 5 – 0,5 – 0,5 = 4(m)Khoảng cách giữa các đèn L= 1,5×H = 1,5×4 = 6 (m)

Chọn L=6m Đèn bố trí theo 4 hàng dọc( cách tường p= 3m) và 6 hàngngang( cách tường q= 3m) Mỗi bộ đèn có 1 đèn Tổng cộng có 24 đèn

(kW), lấy chung

1.1.2 Chọn cáp và thiết bị bảo vệ mạch chiếu sáng và ổ cắm

1.1.2.1 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng

(A)

(A)k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường

k2: hệ số hiệu chỉnh theo số sợi cáp và khoảng cách giữa chúng trongmột hầm cáp hoặc đất

Chọn cáp CVV (bốn lõi đồng, cách điện PVC loại nửa mềm) doCADIVI chế tạo tiết diện 2 mm2, Icp = 20 A

1.1.2.2 Chọn dây dẫn từ Aptomat nhánh tới các nhóm đèn và ổ cắm

Chia 24 đèn thành 6 nhóm, mỗi nhóm 4 bóng, công suất mỗi nhánh cấp cho bóng đèn là: P nh cs.  4 P den  4 100 400 (W)

(A)

Chọn cáp CVV (bốn lõi đồng, cách điện PVC loại nửa mềm) do CADIVI chếtạo, tiết diện 1.0 mm2, Icp = 14(A)

công suất tối đa mỗi nhánh cấp cho nhóm ổ cắm là :

nh oc oc

1.1.2.4 Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với Aptomat

Không cần kiểm tra độ sụt áp của đường dây vì đường dây ngắn

Kiểm tra mạch chiếu sáng và ổ cắm tổng dùng dây 2x1.5 mm2, bảo vệ bằng áp

tô mát 20A 50AF thoả mãn điều kiện

1.25 1.25 20

21 A 16.7 A

1.5 1.5

dmAT cp

I

Kiểm tra mạch nhánh chiếu sáng dùng dây 2x1.0 mm2, bảo vệ bằng áp tô mát

dmAT cp

I

Kiểm tra mạch nhánh ổ cắm dùng dây 2x1.5 mm2, bảo vệ bằng áp tô mát 10A

dmAT cp

Hình 1 3: Sơ đồ đi dây chiếu sáng

Hình 1 4: Sơ đồ nguyên lý tủ chiếu sáng ổ cắm thông thoáng làm mát

Bảng 1 1: Thống kê vật tư

STT Tên thiết bị Quy cách Đơn vị lượngSố 10Đơn giá3VND Thành tiền(103VND)

1.2 Phụ tải thông thoáng và làm mát

1.2.1 Tính toán lưu lượng gió và lựa chọn quạt

a: chiều dài của phân xưởng

b: chiều rộng của phân xưởng

h: Chiều cao của phân xưởng

Lưu lượng gió yêu cầu:

24 36 6

8646

gio

r

a b h Q

Vậy chọn số quạt cần lắp là 4 chiếc

 Tổng công suất thông thoáng và làm mát: P lm k NP sd quat  4 250 1000 (W)

1.2.2 Chọn cáp và thiết bị cho quạt làm mát

Chọn cáp CVV (bốn lõi đồng, cách điện PVC loại nửa mềm) do CADIVI chếtạo, tiết diện 1.0 mm2, Icp = 14(A).( Bảng 4.12 Nguyễn Hồng Quang)

Đối với nhánh cấp điện cho quạt làm mát, Ilm = 3.28 (A), nên ta chọn Aptomat

LG loại 50AF, kiểu ABE 53a, Uđm = 600V, 2 cực, Iđm= 5A.( bảng 3.1 NHQ)

1.3 Phụ tải động lực

1.3.1 Phân chia nhóm thiết bị

Tiến hành chia nhóm:

- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;

- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làmviệc;

- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau

Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng ku và hệ số đồng thời của nhóm thiết bị điện

Hệ số ku áp dụng riêng cho từng tải, phụ thuộc vào tính chất tải :

- Động cơ công nghiệp ku = 0,75

- Tải chiếu sáng : ku = 1,0

- Mạch ổ cắm : ku = 0,1 0,2 hoặc lớn hơn phu thuộc hoàn toàn vào thiết bị

sử dụng ổ cắm

Hệ số đồng thời sử dụng điện ks :

Là hệ số cho biết sự làm việc đồng thời của các thiết bị điện trong nhóm

Hệ số ks được áp dụng riêng cho nhóm thiết bị được cấp từ một tủ phân phốihoặc bảng phân phối nhỏ

Hệ số ks được xác định không giống nhau cho từng nước khác nhau, và thườngtheo kinh nghiệm của người thiết kế

Công suất tính toán của một nhóm N có n thiết bị có thể tính như sau :

1

n ttN sN ui đmi

n

i ui đmi i

ui đmi i

tb

P S

N

tbj ttNj j

tbdl N

ttNj j

P c

tbdl

P S

Bảng 1 2: Phân chia nhóm thiết bị

Sốhiệutrên sơđồ

Hệ số

Ksd cos Φ

Công suấtđặt

Côngsuấtphảnkháng

Thiết bị nhóm I

1.3.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực

a Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1

Công suất tính toán của nhóm 1 có 12 thiết bị được tính như sau :

= 55,97 (kW)Trong đó:

kui : là hệ số sử dụng thiết bị thứ i

Pi : là công suất đặt của thiết bị thứ i

ksN: là hệ số đồng thời của nhóm thiết bị

ks = 0,95 khi nhóm thiết bị là n = 2

ks = 0,9 khi nhóm thiết bị là n = 4

ks =0,8 khi nhóm thiết bị là n = 6

ks = 0,7 khi nhóm thiết bị là n ≥ 10 ( số liệu lấy trong bảng 4.pl[1] )

Hệ số công suất trung bình của nhóm 1 là:

= 0,59Công suất biểu kiến tính toán của nhóm 1 là:

(kVA)Công suất phản kháng tính toán của nhóm 1 là:

(kVAr)

b Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại

Tính toán tương tự như đã tính với nhóm 1 ta được bảng dưới:

Nhóm kdt Ptt.đl (kW) Qttđl (kVAr) Sttđl (kVA) Cosφ tbđl

Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực:

Công suất biểu kiến tính toán của các nhóm phụ tải động lực:

(kVA)Công suất phản kháng tính toán của các nhóm phụ tải động lực:

(kVAr)

1.4 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng

Công suất tác dụng toàn phân xưởng:

( kW) ; Với ks=1

Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:

Ý nghĩa của chọn bù công suất phản kháng

Hệ số công suất cosφ là một trong những chỉ tiêu để đánh giá xem tải có dùngđiện hợp lý và tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cosφ là chủ trương lâudài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và

sử dụng điện năng

Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu quả là nâng cao được hệ số cosφ, việcnâng cao hệ số cosφ sẽ đưa đến hiệu quả sau:

- Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện

- Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện

- Nâng cao khả năng truyền tải điện qua mạng điện

- Tăng khả năng phát của các máy phát điện

- Giảm kích cỡ dây

Chọn vị trí bù và thiết bị bù

- Chúng ta sẽ đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp côngsuất phản kháng theo yêu cầu của phụ tải, nhờ vậy sẽ giảm được lượng công suất phảnkháng phải truyền tải trên đường dây theo yêu cầu của phụ tải Sau đây là 1 số cácthiết bị bù:

+ Tụ tĩnh điện ưu điểm:

- Nó không có phần quay nên vận hành quản lí đơn giản và không gây tiếng

- Giá thành 1 kVA ít phụ thuộc vào tổng chi phí dễ dàng xé lẻ các đại lượng bùđặt ở các phụ tải khác nhau nhằm làm giảm dung lượng tụ đặt ở phụ tải

- Tổn thất công suất tác dụng trên tụ bé (5/1000) kW/kVA

- Tụ có thể ghép nối song song hoặc nối tiếp để đáp ứng với mọi dung lượng bù

+ Máy bù đồng bộ Ưu điểm :

- Có thể điều chính trơn công suất phản kháng

- Có thể tiêu tụ bớt công suất phản kháng khi hệ thống thừa công suất phảnkháng

- Công suất phản kháng phát ra ở đầu cực tỉ lệ bậc nhất với điện áp đặt ở đầu cực(nên ít nhạy cảm)

- Giá thành đắt, có phần quay nên gây tiếng ồn

- Thường dùng với máy có dung lương 5000 kVA trở lên

- Tổn hao công suất tác dụng rơi trên máy bù đồng bộ là lớn 5% kW/kVA

- Không thể làm việc ở mọi cấp điện áp ( chỉ từ 10,5 kV trở xuống)

- Máy này chỉ đặt ở phụ tải quan trọng và có dung lượng bù lớn từ 5000kVA trởlên

 Qua những phân tích trên ta thấy để đáp ứng được yêu cầu bài toán

và nâng cao chất lượng điện năng ta chọn phương pháp bù bằng tụtĩnh điện

Xác định dung lượng bù

Phần tính toán ở trên ta đã xác định được hệ số công suất trung bình củatoàn phân xưởng là cosϕ = 0,8; vậy ta phải bù công suất phản kháng cho nhàmáy để nâng hệ số cosϕ Theo thiết kế của phân xưởng ta phải bù công suấtphản kháng để nâng cao hệ số cosϕ lên đến 0,95

Theo kết quả tính toán ở phần trước công suất tính toán của phân xưởngnhư sau:

Q P tg tgTrong đó:

- Ptt : công suất tính toán của toàn phân xưởng;

- φ1: góc ứng với hệ số công suất trung bình cosϕ1 trước khi bù;

- φ2: góc ứng với hệ số công suất cosϕ2 sau khi bù

Thay vào công thức ta xác định được dung lượng bù:

Qb = Ptt ( tan ) = 259,96.(1,094-0,328) = 199,13(kVAr)Công suất phản kháng toàn phân xưởng sau khi bù là:

Qsb = Qtb – Qb = 281,07-199,13 = 81,94 (kVAr)Công suất biểu kiến toàn phân xưởng sau khi bù là:

Hệ số công suất sau của phân xưởng sau khi bù là:

CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP NGUỒN VÀ TRẠM

BIẾN ÁP

2.1 Lựa chọn phương án cấp nguồn trung áp

2.1.1 Lựa chọn phương án kết nối tại điểm đấu

Đặc điểm của nhưng phân xưởng, nhà máy sản xuất là nằm riêng biệt, xa cáckhu dân cư,nên các hệ thống hạ tầng kỹ thuật đều được đi ngầm trong tuynel hoặc hào

kỹ thuật, nên nguồn điện trung áp cấp cho các máy biến áp sử dụng cáp ngầm chốngthấm Đối với điện áp trung áp trước đây có điện áp Uđm = 35(kV), 10(kV), 6(kV).Hiện tại theo quy định của nghành điện lực để đảm bảo an toàn thống nhất lưới điệntrung áp về điện áp 22(kV) Vì vậy hệ thống điện trung áp của nhà máy sản xuất cócấp điện áp 22(kV) Được lấy từ tủ RMU đi cáp ngầm tới trạm biến áp

Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện trung áp

BA

22kV

MCPT CC

BA

22kV DCL MC

BA

22kV

DCL CC

- Phương án a : Dùng máy cắt phụ tải và cầu chì

- Phương án b : Dùng máy cắt và dao cách ly

- Phương án c : Dùng dao cách ly và cầu chì

So sánh 3 phương án để lựa chọn phương án tối ưu đảm bảo an toàn thuận tiệncho sơ đồ cung cấp điện:

- Phương án a: Do dùng máy cắt phụ tải nên có thể đóng cắt mạch điện có tải

và bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp bằng cầu chì, vì vậy an toàn và thuận tiện chovận hành

- Phương án b: Phương án này dùng dao cách ly và máy cắt, dao cách ly làmnhiệm vụ cách ly và tạo khoảng cách nhìn thấy được để đảm bảo an toàn Cho phépđóng cắt và bảo vệ khi có dòng ngắn mạch

- Phương án c: Dùng cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp và dao cách ly

an toàn Phương án đơn giản nhưng không cho phép thực hiện thao tác khi đóng cắt cótải

Kết luận: Qua các phương án trên ta so sánh và thấy rõ rằng mỗi phương án có ưu

nhược điểm khác nhau Việc ứng dụng sơ đồ nào, ở đâu thì phụ thuộc vào tầm quan trọng và yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện của phụ tải Ở đây phụ tải cung cấp điện là phân xưởng sửa chữa, vì vậy ta chọn phương án b để đảm bảo an toàn và thuận lợi chovận hành sửa chữa và cung cấp điện phù hợp với phụ tải là phân xưởng sửa chữa.Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:

1 Trạm biến áp phải được đặt càng gần càng tốt với tâm phụ tải

2 Trạm biến áp đặt ở vị trí thông thoáng (nếu không có thông thoáng tự nhiênphải làm thông thoáng nhân tạo)

3 Trạm biến áp đặt ở những nơi thuận tiện thao tác vận hành bảo dưỡng và sửachữa

4 Trạm biến áp đặt ở nơi đảm bảo hành lang an toàn cho khách hàng và mọingười xung quanh

5 Số lượng MBA đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầucung cấp điện cho phụ tải, điều kiện vận hành và lắp đặt, chế độ làm việc của phụ tải.Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ loại 1 và loại 2 nên đặt 2 máy biến áp, hộ loại

Phương án b: Công suất máy biến áp cần sử dụng trong vận hành giảm 1 nửa sovới phương án a Số lượng máy biến áp tăng nên khả năng mất hoàn toàn nguồn điệnlưới cho các phụ tải và khả năng phải chạy máy phát dự phòng cho phụ tải ưu tiên lànhỏ Độ tin cậy cung cấp điện cao.

Để hạn chế dòng ngắn mạch và làm đơn giản việc bảo vệ, bình thường người tachọn 2 máy biến áp làm việc độc lập (sử dụng máy cắt liên lạc giữa 2 thanh cái hạ ápcắt ra).Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố ta mới đóng máy cắt phân đoạn để cungcấp cho phụ tải máy biến áp bị sự cố

Kết luận: Theo phân tích sơ bộ về sử dụng nguồn điện như trên kết hợp với địa

hình thực tế ta chọn phương án b làm phương án cấp điện Phương án này sẽ đảm bảo

độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải và công suất, số lượng máy biến áp ở mứctrung bình so với phương án còn lại nên sẽ ít tốn kém về chi phí đầu tư hơn

2.1.2 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp

Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp của phân xưởng là đường dây trênkhông, dây kép cáp lõi đồng

Ta có dòng điện chạy trên đường dây:

Mật độ dòng kinh tế ứng với Tmax = 4000 (h) là 3,1 (A/mm2) (Bảng 6.3 Trang

156 sách lưới điện _ Trần Bách)

Vậy tiết diện dây cáp là:

Chọn cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng

FURUKAWA chế tạo , mã hiệu XPLE.35 có r

o = 0,524 (Ω/km) , x

o = 0,13

(Ω/km), I

cp = 170 (A) (Cáp được đặt trong rãnh ) (Tra bảng PL23-Trang 300 [2]

( thoả mãn điều kiện )

Tổn thất điện áp trên đường dây

Tổn thất điện năng:

Với τ = ( 0,124 + Tmax.10

-4)

2.8760 = (0,124 + 4000.10

-4)

2.8760 =2405,3 (h)

Chi phí tổn thất điện năng hàng năm

Vốn đầu tư đường dây ( dây kép )

(PLB- bảng 7.pl- Trang 466 [2])

2.2 Phương Án Trạm Biến Áp

Tổng quan cách chọn máy biến áp:

Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cungcấp đủ điện năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi

sự cố, đảm bảo độ ăn toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹthuật Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng

và một số tiêu chuẩn khác : ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồthị phụ tải …

Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp:

- Khi làm việc ở điều kiện bình thường:

n.khc.SdmB ≥ Sttpx

- Kiểm tra sự cố một máy biến áp (đối với trạm nhiều hơn 1MBA):

(n-1).khc.kqt.SđmB ≥ SttpxTrong đó:

- n: Số máy biến áp của trạm

- khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máychế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, lấy khc =1

- kqt: hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBAvận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trongmột ngày đêm không vượt quá 6h và trước khi quá tải MBA vậnhành với hệ số không tải không quá 0,93

- Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy

để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành,sửa chữa, thay thế

2.2.1 Lựa Chọn Công Suất Và Số Lượng Mba

Do phụ tải có 65% phụ tải ưu tiên nên ta chọn các phương án cấp điện có thể như sau:

Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:

- atc: Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư

- kvh: Hệ số vận hành và bảo dưỡng

- VB: Vốn đầu tư máy biến áp

- C∆: Giá thành tổn thất điện năng c∆ = 1800 (đ/kWh)

- ∆A: Tổn thất điện năng trong 1 năm

- Yth: Chi phí tổn thất khi mất điện trong 1 năm

Theo đề bài có hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

- là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm

Hệ số vận hành và bão dưỡng

- ( đối với máy biến áp)

Chi phí tổn thất mất điện trong 1 năm:

- gth: Suất thiệt hại do mất điện

Tổn thất điện năng 1 năm của trạm biến áp:

Trong đó :

- là tổn thất công suất không tải trong MBA

gian tổn thất cực đại

- t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t = 8760h

Khi sự cố mất điện 1 MBA thì ta cắt điện phụ tải không quan trọng củaphân xưởng để cung cấp cho phụ tải ưu tiên Vậy lúc đó MBA còn lại sẽ làm

việc quá tải mới đủ cung cấp cho toàn bộ phụ tải hoạt động Ta sẽ không xétđến thiệt hại do mất điện

Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :

Phương án 2: Trạm có 1 máy biến áp

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:

Vậy ta sẽ chọn 1 máy biến áp 320kVA do TBĐĐA chế tạo với thông số bảngdưới

Bảng 2 2: Bảng thông số MBA phương án 2

- VB: Vốn đầu tư máy biến áp

- VMF : Vốn đầu tư máy phát dự phòng

- C∆: Giá thành tổn thất điện năng c∆ = 1800 (đ/kWh)

- ∆A: Tổn thất điện năng trong 1 năm

- Yth: Chi phí tổn thất khi mất điện trong 1 năm

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

- là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm

Hệ số vận hành và bão dưỡng

- ( đối với máy biến áp)

Chi phí tổn thất mất điện trong 1 năm:

- Yth = Ath x gth

Trong đó:

- Ath: Tổn thất điện năng thiếu hụt do hỏng MBA