Chng 8: Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện */ Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân x-ởng. Cáp cao áp đ-ợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện j kt . Đối với nhà máy sản xuất máy kéo, thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max = 3960h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng ta tìm đ-ợc j kt = 3,1 A/mm 2 . Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt j I max mm 2 Các cáp từ TBATG về các trạm biến áp phân x-ởng đều là cáp lộ kép nên: I max = dm ttpx U S .3.2 Dựa vào trị số F kt tính ra đ-ợc, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: k hc .I cp I sc Trong đó: I sc - dòng điện xảy ra khi sự cố đứt 1 cáp, I sc = 2I max k hc =k 1 .k 2 k 1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, lấy k 1 =1. k 2 hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra phụ lục tìm đ-ợc k 2 = 0.93. Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện U cp . Chọn cáp từ TBATG đến B1. I max = dm ttpx U S .3.2 = 10.3.2 18,2262 = 65,3 A. Tiết diện kinh tế của cáp: F kt = kt J I max = 1,3 3,65 = 21,06 mm 2 . Tra PL V.16.TL1 ta chọn F tc = 25 mm 2 , cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật ) chế tạo, dòng điện cho phép d-ới đất ở 25 0 C là: I cp = 140 A. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I cp = 0,93.140 = 130,2 < 2.I max = 130,6 A Vậy ta phải chọn cáp có F tc = 35 mm 2 , I cp = 170 A Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng: 0,93.I cp = 0,93.170 = 158,1 > 2.I max = 130,6 A Chọn cáp có tiết diện F = 35 mm 2 với I cp = 170 A Tính toán hoàn toàn t-ơng tự cho các đ-ờng cáp còn lại. Kết quả ghi trong bảng 3.6 */ Chọn cáp hạ áp từ TBA phân x-ởng đến các phân x-ởng: + Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các ph-ơng án, các đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các ph-ơng án. + Cáp hạ áp đ-ợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn đ-ờng cáp ở đây cũng ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể, nên có thể bỏ qua không kiểm tra lại điều kiện U cp . + Cụ thể đối với ph-ơng án I, ta không cần tiến hành chọn cáp hạ áp. Tổng hợp kết quả chọn cáp của ph-ơng án I đ-ợc ghi trong bảng d-ới đây: Đ-ờng cáp F (mm 2 ) L (km) r 0 (/km) R ( ) Đơn giá (10 6 đ/km) Thành tiền (10 6 đ) TBATG- B1 2(3x35) 0,21 0,668 0,07 178,98 75,17 TBATG- B2 2(3x35) 0,22 0,668 0,073 178,98 78,75 TBATG- B3 2(3x25) 0,14 1,47 0,103 154,47 43,25 TBATG- B4 2(3x25) 0,11 0,927 0,051 154,47 34 TBATG- B5 2(3x35) 0,12 0,668 0,04 178,98 43 TBATG- B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 200,83 64,27 TBATG- B7 2(3x25) 0,25 1,47 0,184 154,47 77,24 Tổng vốn đầu t- cho đ-ờng dây: K D = 415,68.10 6 đ Bảng 3.6. Vốn đầu t- cho đ-ờng dây cáp cao áp ph-ơng án I */ Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đ-ờng dây. Tổn thất công suất tác dụng trên đ-ờng dây đ-ợc tính theo công thức: P = dm ttpx U S 2 2 .R.10 -3 (kW). Trong đó: R = n 1 .r 0 .l (). n: số đ-ờng dây đi song song Tổn thất P trên đoạn cáp TBATG B1 : P = dm ttpx U S 2 2 .R.10 -3 = 2 2 10 18,2262 .0,07.10 -3 =3,58 (kW) Các đ-ờng dây khác cũng tính toán t-ơng tự, kết quả cho trong bảng d-ới đây: Đ-ờng cáp F (mm 2 ) L (km) r 0 (/km) R ( ) S tt kVA P KW TBATG-B1 2(3x35) 0,21 0,668 0,07 2262,18 3,58 TBATG-B2 2(3x35) 0,22 0,668 0,073 2418,35 4,27 TBATG-B3 2(3x25) 0,14 1,47 0,103 1717,4 3,04 TBATG-B4 2(3x25) 0,11 0,927 0,051 2190,42 2,45 TBATG-B5 2(3x35) 0,12 0,668 0,04 2239,65 2,01 TBATG-B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 3107,68 3,86 TBATG-B7 2(3x25) 0,25 1,47 0,184 1475,49 4,01 Tổng tổn thất công suất tác dụng P = 23,22 kW Bảng 3.7. Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đ-ờng dây cáp cao áp ph-ơng án I */ Xác định tổn thất điện năng trên đ-ờng dây. Tổn thất điện năng trên đ-ờng dây đ-ợc tính theo công thức : A D = P D . (kWh). Trong đó: - thời gian tổn thất công suất lớn nhất, =2369 với T max = 3960 h A D = P D . = 23,22.2369 = 55008,18 (kWh). c. Vốn đầu t- mua máy cắt điện trong mạng cao áp của ph-ơng án I. + Mạng cao áp trong ph-ơng án có điện áp 10kV từ TBATG đến 7 trạm biến áp phân x-ởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. + Với 7 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đ-ờng cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân x-ởng ta sử dụng 14 máy cắt điện cấp điện áp 10kV cộng thêm một máy cắt phân đoạn thanh góp hạ áp điện áp 10kV ở TBATG, một máy cắt phân đoạn thanh góp cao áp điện áp 35kV và 2 máy cắt ở phía hạ áp hai MBA của TBA khu vực điện áp 35kV là 18 máy cắt điện. + Vốn đầu t- mua máy cắt điện trong ph-ơng án I: K MC = n.M n- số l-ợng máy cắt trong mạng cần xét đến. M- giá máy cắt, M = 12000 USD (10kV), M = 30000USD (35kV). Tỷ giá quy đổi tạm thời 1USD = 15,85.10 3 đ K MC = n.M = (15.12+3.30).10 3 .15,85.10 3 = 4279,5.10 6 đ. d/ Chi phí tính toán của ph-ơng án I. +Khi tính toán vốn đầu t- xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt điện khác nhau giữa các ph-ơng án. (K= K B +K D +K MC ), những phần giống nhau đã đ-ợc bỏ qua không tính tới. +Tổn thất điện năng trong các ph-ơng án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ-ờng dây: A=A B +A D + Chi phí tính toán Z của ph-ơng án I: Vốn đầu t-: K 1 = K B + K D + K MC = (3588,2.10 6 + 415,68.10 6 + 4279,5) = 8283,38.10 6 đ - Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ-ờng dây: A=A B +A D =1,25.10 6 + 55008,18 = 1,305.10 6 kWh - Chi phí tính toán: Z 1 =(a vh + a tc ).K 1 + c. A 1 = =(0,1+ 0,2). 8283,38.10 6 + 1000. 1,305.10 6 =3790,014.10 6 đ 2. Ph-ơng án II. Ph-ơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân x-ởng. Các trạm biến áp đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân x-ởng. a. Chọn máy biến áp phân x-ởng và xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. Hình 4.2. Sơ đồ đi dây cao áp ph-ơng án II */ Chọn máy biến áp phân x-ởng. Trên cơ sở chọn đ-ợc sông suất MBA ở phần trên ta có kết quả chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân x-ởng: TBA S đm (kVA) U c /U h (kV) P 0 (kW) P n (kW) U n (%) I 0 (%) Số máy Đơn giá (10 6 đ) Thành tiền (10 6 đ) TBATG 7500 38,5/11 24 75 7,5 3,5 2 740 1480 B1 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340 B2 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340 B3 1000 11/0,4 1,6 10 5 1,3 2 120,8 241,6 B4 1250 11/0,4 1,74 13,1 5 1,2 2 170 340 B5 2500 11/0,4 3,3 20,5 6 0,98 2 300 600 B6 1600 11/0,4 2,19 17,1 5 1 2 170 340 Tổng vốn đầu t- cho trạm biến áp: K B =3681,6.10 6 đ Bảng 3.8. Vốn đầu t- máy biến áp trong ph-ơng án II */ Xác định tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp. Tổn thất điện năng A trong các trạm biến áp đ-ợc tính theo công thức: A = n. P 0 .t + n 1 . P n . . 2 dm tt S S kWh Trong đó: n-số máy biến áp ghép song song. (n = 2) t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760h. -thời gian tổn thất công suất lớn nhất. = (0,124 + 10 -4 .T max ) 2 .8760 h. Với T max = 3960 h ta tính đ-ợc = 2369 h. P 0 , P n tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của MBA S tt công suất tính toán của TBA. S dm công suất định mức của MBA. Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của ph-ơng án II. Tên Số S tt (kVA) S đm (kVA P 0 (kW P n (kW A(kWh) TBA má y ) ) ) TBAT G 2 12999,8 4 7500 24 75 687380 B1 2 2262,18 1250 1,74 13,1 81305,5 B2 2 2418,35 1250 1,74 13,1 88547,7 B3 2 1717,4 1000 1,6 10 62968,4 B4 2 2190,42 1250 1,74 13,1 78114,1 B5 2 3692,32 2500 3,3 20,5 110783,2 7 B6 2 3107,68 1600 2,19 17,1 114781,2 Tổng tổn thất điện năng trong các TBA: A B =1,224.10 6 kWh Bảng 3.9. Tổn thất trong các trạm biến áp phơng án II b. Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện. */ Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân x-ởng. Tính hoàn toàn t-ơng tự ph-ơng án I ta có kết quả ghi trong bảng sau. Đ-ờng cáp F (mm 2 ) L (km) r 0 (/km) R ( ) Đơn giá (10 6 đ/km) Thành tiền (10 6 đ) TBATG- B1 2(3x35) 0,21 0,668 0,07 178,98 75,17 TBATG- B2 2(3x35) 0,22 0,668 0,073 178,98 78,75 TBATG- B3 2(3x25) 0,14 1,47 0,103 154,47 43,25 TBATG- B4 2(3x25) 0,11 0,927 0,051 154,47 34 TBATG- B5 2(3x50) 0,12 0,494 0,03 200,83 48,2 B5-9 2(9x500+500) 0,23 0,051 0,006 1500 690 TBATG- B6 2(3x50) 0,16 0,494 0,04 200,83 64,27 Tổng vốn đầu t- cho đ-ờng dây: K D =1033,64.10 6 đ Với đ-ờng dây B5-9 là loại cáp hạ áp 0,4 kV. Bảng 3.10. Chi phí cho các đ-ờng cáp cao áp trong mạng điện ph-ơng án II . K D + K MC = (3 588 ,2.10 6 + 415, 68. 10 6 + 4279,5) = 82 83, 38. 10 6 đ - Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đ-ờng dây: A=A B +A D =1,25.10 6 + 550 08, 18 = 1,305.10 6 kWh -. 0,2). 82 83, 38. 10 6 + 1000. 1,305.10 6 =3790,014.10 6 đ 2. Ph-ơng án II. Ph-ơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân. 2262, 18 1250 1,74 13,1 81 305,5 B2 2 24 18, 35 1250 1,74 13,1 88 547,7 B3 2 1717,4 1000 1,6 10 629 68, 4 B4 2 2190,42 1250 1,74 13,1 781 14,1 B5 2 3692,32 2500 3,3 20,5 110 783 ,2 7 B6 2 3107, 68 1600