thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo, chương 6 ppt

Chng 6: xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm biến áp phân phối, tủ động lực Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min : min ii lP Trong đó P i , l i là công suất tiêu thụ và khoảngcách từ thiết bị thứ i tới tâm Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức : n i i n i ii S xS x 1 1 0 ; n i i n i ii S yS y 1 1 0 ; n i i n i ii S zS z 1 1 0 Trong đó : x 0 , y 0 , z 0 - toạ độ tâm phụ tải x i ,y i ,z i - toạ độ phụ tải thứ i S i là công suất phụ tải thứ i Trong thực tế ng-ời ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0 Chọn tỉ lệ xích 3 kVA/mm 2 , từ đó tìm đ-ợc bán kính của biểu đồ phụ tải : m S R i i Góc phụ tải chiếu sáng đ-ợc tính theo công thức : tt cs cs P P .360 Kết quả tính toán R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân x-ởng cho trong bảng 1.11 Bảng 1.11 - Kết quả xác định R và cs cho các phân x-ởng Tâm phụ tảiTên phân x-ởng P CS (k W) P tt (kW) S tt (kVA) X(m m) Y(m m) R cs Ban QL và P. T kế 22.5 86.5 106.3 7 0.5 10 3.36 93. 64 P/x cơ khí số 1 30 1110 1815. 31 3 15.6 13.8 8 9.7 3 P/x cơ khí số 37.5 997.5 1620. 3.8 4 13.1 13. 2 25 1 53 P/x luyÖn kim mµu 40.5 1120. 5 1382. 61 8.8 16.5 12.1 1 13 P/x luyÖn kim ®en 45 1545 1911. 19 8.2 4 14.2 4 10. 49 P/x Söa ch÷a c¬ khÝ 14.4 172.8 6 223.3 5 13.6 16.2 4.87 30 P/x RÌn 54 1314 1838 13.2 4 13.9 6 14. 79 P/x nhiÖt luyÖn 63 2513 3113. 13 18 13.5 18.1 7 9 Bé phËn NÐn khÝ 24 1214 1506. 77 22 11.2 12.6 4 7.1 2 Kho vËt liÖu 48 90 95.35 19 5.2 3.18 192 thiết kế mạng cao áp cho của nhà máy Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh h-ởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện đ-ợc gọi là hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau : 1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật 2. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế 3. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 4. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành 5. An toàn cho ng-ời và thiết bị 6. Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng tr-ởng của phụ tải Trình tự tính toán và thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các b-ớc sau : 1.Vạch ra các ph-ơng án cung cấp điện 2. Lựa chọn vị trí , số l-ợng , dung l-ợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện đ-ờng dây cho các ph-ơng án 3. Tính toán thiết kế kỹ thuật để lựa chọn ph-ơng án hợp lý 4. Thiết kế chi tiết các ph-ơng án lựa chọn Tr-ớc khi vạch ra các ph-ơng án cụ thể cho việc cấp điện áp hợp lý cho đ-ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải là : PlU 016.034.4 (kV) Trong đó : P - công suất tính toán của nhà máy [kW] l - khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km] Ta có 37.5169.8130*016.01034.4 U (kV) Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6 kV. Nh- vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 22 kV. các ph-ơng án cấp điện 2.1.1 Ph-ơng án về các trạm biến áp phân x-ởng Nguyên tắc lựa chọn các trạm biến áp : 1. Vị trí đặt cá trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn và kinh tế 2. Số l-ợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ-ợc lựa chọn dựa vào các yêu cầu cung cấp điện của phụ tải : điều kiện vận chuyển và lắp đặt ; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi tr-ờng hợp trạm biến áp chỉ đặt một máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dùng hai máy biến áp còn hộ loại III thì chỉ cần một máy biến áp 3. Dung l-ợng các máy biến áp đ-ợc lựa chọn theo điều kiện: ttdmBhc SSnk và kiểm tra điều kiện sự cố một máy biến áp : ttscdmBqthc SSkkn )1( Trong đó : n - số máy biến áp có trong trạm k hc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr-ờng ( ta lấy k hc = 1) k qt - hệ số quá tải sự cố, lấy k qt =1.4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm và thời gian quá tải 1 ngày đêm không quá 6h S ttsc - công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA ta có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung l-ợng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình th-ờng. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên S ttsc = 0.7*S tt Đồng thời cũng nên giảm chủng loại các máy biến áp dùng trong nhà máy để thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt , vận hành , sửa chữa và thay thế I. ph-ơng án 1: Đặt 6 TBA phân x-ởng - Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và phân x-ởng Cơ khí số 1 - Trạm B2: Cấp điện cho Phân x-ởng luyện kim màu và Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí - Trạm B3: Cấp điện cho Phân x-ởng Cơ khí số 2 - Trạm B4: Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen - Trạm B5: Cấp điện cho Phân x-ởng rèn, Bộ phận nén khí và Kho vật liệu - Trạm B6: Cấp điện cho phân x-ởng Nhiệt luyện 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân x-ởng cơ khí số 1. Trạm đ-ợc đặt hai máy biến áp làm việc song song ttdmBhc SSkn ** ta có: S tt = 106.39 + 1815.31 = 1921.7 kVA 85.960 2 7.1921 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1000(kVA) Kiểm tra lại dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân x-ởng cơ khí số 1 và toàn bộ điện của Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) ttscdmBqt SSkn )1( 65.907 4 . 1 )39.1067.1921(*7.0 dmB S kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có S dm = 1000 kVA là hợp lý 2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân x-ởng luyện kim màu và Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1382.61 + 223.35 = 1605.96 kVA 98.802 2 96.1605 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1000 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân x-ởng luyện kim màu và toàn bộ điện của Phân x-ởng sửa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) ttscdmqt SSkn )1( 31.691 4 . 1 61.1382*7.0 dmB S kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có S dm = 1000 kVA là hợp lý 3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân x-ởng Cơ khí số 2. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1620.25 kVA 13.810 2 25.1620 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1000(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : ttscdmBqt SSkn )1( 13.810 4 . 1 25.1620*7.0 dm S kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có S dm = 1000 kVA là hợp lý 4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1911.19 kVA 6.955 2 19.1911 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1000(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : ttscdmBqt SSkn )1( 6.955 4 . 1 19.1911*7.0 dm S kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có S dm = 1000 kVA là hợp lý 5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1838 + 1506.77 + 95.35 = 3440.12 kVA 1720 2 12.3440 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1800 kVA Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện của Kho vật liệu ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) ttscdmqt SSkn )1( 39.1672 4 . 1 )35.9512.3440(*7.0 dmB S kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có S dm = 1800 kVA là hợp lý 6. Trạm biến áp B6 : Cấp điện cho Phân x-ởng Nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 3113.13 kVA 56.1556 2 13.3113 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1600(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : ttscdmBqt SSkn )1( 56.1556 4 . 1 13.3113*7.0 dm S kVA Vậy trạm biến áp B6 đặt 2 MBA có S dm = 1600 kVA là hợp lý II. ph-ơng án 2: Đặt 5 TBA phân x-ởng - Trạm B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân x-ởng Cơ khí số 2 - Trạm B2: Cấp điện cho Phân x-ởng cơ khí số 1 và Phân x-ởng Luyện kim màu - Trạm B3: Cấp điện cho Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí và Phân x-ởng Nhiệt luyện - Trạm B4: Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen - Trạm B5: Cấp điện cho Phân x-ởng Rèn, Bộ phận nén khí và Kho vật liệu 1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho Ban quản lý, Phòng thiết kế và Phân x-ởng cơ khí số 2. Trạm đ-ợc đặt hai máy biến áp làm việc song song ttdmBhc SSkn ** ta có: S tt = 106.39 + 1620.25 = 1726.64 kVA 32.863 2 64.1726 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1000(kVA) Kiểm tra lại dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong Phân x-ởng cơ khí số 2 và toàn bộ điện của Ban quản lý và Phòng thiết kế ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) ttscdmBqt SSkn )1( 13.810 4 . 1 25.1620*7.0 dmB S kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 MBA có S dm = 1000 kVA là hợp lý 2. Trạm biến áp B2 : Cấp điện cho Phân x-ởng cơ khí số 1và Phân x-ởng Luyện kim màu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1815.31 + 1382.61 = 3197.92 kVA 9.1598 2 92.3197 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1600(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : ttscdmqt SSkn )1( 9.1598 4 . 1 92.3197*7.0 dmB S kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 MBA có S dm = 1600 kVA là hợp lý 3. Trạm biến áp B3 : Cấp điện cho Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí và phân x-ởng Nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 223.35 + 3113.13 = 3336.7 kVA 35.1668 2 7.3336 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1800(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân x-ởng Nhiệt luyện và toàn bộ điện của Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) ttscdmBqt SSkn )1( 56.1556 4 . 1 13.3113*7.0 dm S kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 MBA có S dm = 1800 kVA là hợp lý 4. Trạm biến áp B4 : Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1911.19 kVA 6.955 2 19.1911 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1000(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : ttscdmBqt SSkn )1( 6.955 4 . 1 19.1911*7.0 dm S kVA Vậy trạm biến áp B4 đặt 2 MBA có S dm = 1000 kVA là hợp lý 5. Trạm biến áp B5 : Cấp điện cho Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén khí và Kho vật liệu. Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song ta có: S tt = 1838 + 1506.77 + 95.35 = 3440.12 kVA 1720 2 12.3440 dmB S kVA Ta chọn MBA tiêu chuẩn S dm = 1800(kVA) Kiểm tra dung l-ợng máy theo điều kiện quá tải sự cố : Khi gặp sự cố một máy biến áp ta có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng của Phân x-ởng Rèn, Bộ phận Nén khí và toàn bộ điện của Kho vật liệu ( vì đây thuộc hộ tiêu thụ loại III) ttscdmqt SSkn )1( 39.1672 4 . 1 )35.9512.3440(*7.0 dmB S kVA Vậy trạm biến áp B5 đặt 2 MBA có S dm = 1800 kVA là hợp lý . về nhà máy [km] Ta có 37.5 169 .8130*0 16. 01034.4 U (kV) Trạm biến áp trung gian có các mức điện áp là 22kV và 6 kV. Nh- vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 22 kV. các ph-ơng án cấp. 19 5.2 3.18 192 thiết kế mạng cao áp cho của nhà máy Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện có ảnh h-ởng rất lớn đến vấn đề kinh tế kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện đ-ợc gọi là. B3: Cấp điện cho Phân x-ởng Cơ khí số 2 - Trạm B4: Cấp điện cho Phân x-ởng Luyện kim đen - Trạm B5: Cấp điện cho Phân x-ởng rèn, Bộ phận nén khí và Kho vật liệu - Trạm B6: Cấp điện cho phân