Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen với mặt bằng xây dựng ở thành phố thái nguyên, tỉnh thái nguyên

Trang 1

Dai hoc Bach Khoa

Chuong1:

MO DAU

1.1.Giới thiêu chung về nhà máy

Khi nên công nghiệp ngày càng phát triển thì những nhà máy,xí nghiệp chủ chốt cũng không thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội , đồng thời để thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển mạnh mẽ thì phải xây dựng các xí nghiệp vệ tinh ở các địa phương

Khi các nhà máy,xí nghiệp được xây dựng thì một trong những yếu

tố quan trọng đảm bảo cho nhà máy có thể hoạt động liên tục,đảm bảo chất lượng đầu ra của sản phẩm đó chính là hệ thống cấp điện của nhà máy.Hệ thống cung cấp diện cho nhà máy phải đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đặt ra,khơng những nó có thể đáp ứng tốt cho phụ tải điện của nhà máy ở thời điểm hiện tại mà cịn phải tính đến khả năng mở rộng của

nhà máy trong tương lai

Với yêu cầu thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Luyện kim đen với mặt bằng xây dựng ở Thành phố Thái Nguyên tỉnh Thái Nguyên là trung tâm luyện kim đen của cả nước, chúng ta sẽ xem xét một số đặc điểm của nhà máy đó

1.1.1 Vị trí địa lý

Nhà máy được xây dựng ở Thành phố Thái Nguyên, Tỉnh Thái Nguyên gần nguồn mỏ quặng bởi vậy dễ dàng cho vận chuyển nguyên vật liệu thô để sản xuất Đồng thời nó cách Hà Nội khơng xa mà lại có đường giao thông thuận lợi để phân phối sản phẩm tới trung tâm Hà Nội và từ đó đi khắp mọi miền đất nước

Nhà máy cách nguồn điện 15 km 1.1.2 Vị trí kinh tế

Đất nước ta đang quá trình hiện đại hoá đất nước cần nhiều nguyên

vật liệu đặc biệt là gang thép để xây dựng hạ tầng và đô thị phục vụ sự phát

triển đó, do vậy nhà máy chiếm một vị trí quan trọng đối với nên công nghiệp luyện kim và đối với đất nước

1.2 Đặc điểm công nghê và phu tải

12.1 Đặc điểm công nghệ:

Đây là nhà máy được đầu tư để sản xuất ra nguyên liệu gang thép và

tơn với quy trình công nghệ hiện đại với qui mô lớn

Nhà máy gồm 7 phân xưởng chính - _ Phân xưởng luyện gang - Phan xưởng lò máctin - _ Phân xưởng cán nóng - _ Phân xưởng cán nguội -_ Phân xưởng tôn

- Phân xưởng cán phôi tấm

1

Trang 2

Dai hoc Bach Khoa

- Phan xudng tram bom

Ngồi ra cịn có hai phân xưởng phụ là - Phan xưởng sửa chữa cơ khí - Ban quan ly va phịng thí nghiệm

Mat bằng của nhà máy như sơ đồ như hình 1.1

tù hệ thống điện đến : “ A ce |p, Ch sj—] Nhà máy số 7 L—

Hình 1.1 Mặt bằng nhà máy luyện kim đen 1.2.2 Đặc điểm phụ tải

Nhà máy làm việc 3 ca

Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp được chia thành:

- Phụ tải động lực :là phu tai 3 pha loai 0,38 kV va 3 kV có chế độ làm việc dài hạn, điện áp 3 pha cung cấp trực tiếp cho tải với sai số AU=+5%U„.Công suất của các thiết bị là khá lớn

-Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha có cơng suất nhỏ Chủ yếu được dùng cho văn phòng và phòng thiết kế,cấp điện cho hệ thống chiếu sáng Phụ tải của các phân xưởng được cho như bảng 1.1

Số trên mt bang 1 (â ơi + Câ = ©

Cơng suất đặt(KW) _ Diện tích(m2) Tên phân xưởng

Phân xưởng luyện gang (phụ tải 3kV là

3200kW) 9 luyện gang (phụ 8200 (0,65) 2975

Phân xưởng lò mác tin 3500 (0,8) 2800

Phân xưởng máy cán phôi tắm 2000 (0,3) 1050

Phân xưởng cán nóng(phụ tải 3 v là 2500 kW) 7500 (0,3) 4325

Phân xưởng cán nguội 4500 (0,3) 1125

Phân xưởng tôn 2500 (0,4) 3750

Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 875

Trạm bơm ( Phụ tải 3 V là 2100kW) 3200 (0,8) 600

Ban quản lý và phịng thí nghiệm 320 (0,75) 1950

Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích

Bảng 1.1 Phụ tải của nhà máy luyện kim đen 2

Trang 3

Dai hoc Bach Khoa

Phụ tải của phân xưởng sửa chứa cơ khí như bảng 1.2

Số thtự wn eI dawns Tên máy Bộ phận máy

Máy cưa kiểu đai

Bàn Khoan bàn Máy ép tay

Máy mài thô

Máy khoan đứng Máy bào ngang Máy xọc

Máy mài tròn vạn năng Máy phay răng Máy phay vạn năng

Máy tiện ren Máy tiện ren

Máy tiện ren

Máy tiện ren Máy tiện ren

Máy tiện ren

Bộ phận lắp ráp Máy khoan đứng Cầu trục Bàn lắp ráp Bàn Máy khoan bàn Máy để cân bằng tĩnh Bàn Máy ép tay

Bể dầu có tăng nhiệt

Máy cạo

Bể ngâm nước nóng Bé ngâm natri hidroxit

Máy mài thô

Bộ phận hàn hơi Máy nén cắt liên hợp Bàn để hàn Máy mài phá Quạt lò rèn Lò tròn Máy ép tay Bàn Máy khoan đứng Bàn nắn Bàn dánh dấu

Bộ phận sửa chữa điện

3 Số lợng Bee eee eee eee ee ene Baan anna naa

CUNG CÊP §IƯN

Trang 4

Dai hoc Bach Khoa

41 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 3,0

42 Bể ngâm nước nóng 1 3,0

43 Bàn 1

44 Dao cắt vật liệu cách điện 1

45 Máy ép tay 1

46 Máy cuốn dây 1 1,2

47 Máy cuốn dây 1 1,0

48 Bễ ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 3,0

49 Tủ xấy 1 3,0

50 Máy khoan bàn 1 0,65

51 Máy để cân bằng tĩnh 1

52 Máy mài thô 1 2,8

53 Ban thir nghiém thiét bị điện 1 7,0

Bộ phận đúc đồng

54 Dao cắt có tay đòn 1

55 Bể khử dầu mỡ 1 3,0

56 Lò điện để luyện khn 1 5,0

57 Lị điện để nấu chảybabit 1 10,0

58 _ Lò điện để mạ thiếc 1 3,5

59 Da lat dé dé babit 1

60 Quạt lò đúc đồng 1 1,5

61 Ban 1

62 May khoan ban 1 0,65

63 Bannan 1 64 Máy uốn các tắm mỏng 1 17 65 Máy mài phá 1 28 66 — Máy hàn điểm 1 25,0 Buồng nạp điện 67 — Tủ để nạp ác quy 1 68 Giá đỡ thiết bị 1 69 CHỉnh lưu sêlênium 1 0,6 70 Bàn 1

Bang 1.2 Phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí 1.2.3 Phan loai phu tai

Đây là nhà máy lớn tầm cỡ khu vực và có tầm quan trong nên được xếp vào phụ tải loại 1 Do vậy phải đảm bảo cung cấp điện cho nhà máy

một cách liên tục, tức phải cấp điện cho nhà máy bằng đường dây lộ kép

Trong các phân xưởng của nhà máy thì các phân xưởng quan trọng thì được xếp vào phụ tải loại I và được cấp điện bằng đường dây lộ kép và có hai máy biến áp Đó là các phân xưởng

-Phân xưởng luyện gang (1)

-Phân xưởng lò máctin (2)

-Phân xưởng cán nóng (4) -Phân xưởng cán nguội (5) -Phụ tải 3 kV của Trạm bơm (81)

4

Trang 6

Dai hoc Bach Khoa

Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng xưởng sửa chữa cơ khí -Phân xưởng sửa chữa cơ khí

-Phụ tải 0,38 kV của Trạm bơm (82)

-Ban quản lý và phòng thí nghiêm (9)

là phụ tải loại 2 vì vậy không cần độ tin cậy cấp điện cao do đó cung cấp điện bằng đường cáp một mạch và một máy biến áp

1.3 Nôi dung tính tốn thiết kế

1 Xác định phụ tải tính tốn của các phân xưởng và của toàn nhà

máy

2 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy :

* Chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng

* Chọn số lượng,dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung

gian(tram

biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm

*Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

4 Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy

5 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

6

Trang 7

Dai hoc Bach Khoa

Chuong 2

XAC DINH PHU TAI TINH TOAN CUA CAC

PHAN XUONG VA CUA TOAN NHA MAY

2.1.Giới thiêu chung về phu tải tính tốn

Phụ tải tính tốn là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế cung cấp

điện

Phụ tải tính toán là phụ tải đẳng trị với phụ tải thực tế về phương

diện hiệu ứng nhiệt Tức là nó cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng

nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra

Khi biết phụ tải tính tốn thì ta có thể chọn thiết bị điện đảm bảo an

toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành

Có rất nhiều cách tính phụ tải tính tốn và mỗi phương pháp có những ưu điểm nhất định, và tuỳ vào các trường hợp phụ tải cụ thể ta lựa

chọn các phương pháp tính phụ tải tính tốn cho phù hợp

2.1.1 Xác định phu tải tính tốn (PTTT) theo công suất đặt và hê số nhụ cầu

Pụ = K, -Pạ >

K,„ - Là hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật

P¿ - Là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bi, coi P, =

Py Im

2.1.2 Xác định PTTT theo hê số hình dáng của đồ thi phu tải và cơng st trung bình

P, = Khu-Pụy 3

Kị¿¿ - Là hệ số hình dáng của đồ thị, tra sổ tay kỹ thuật P„,- Là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bi

i P(t)dt 0

P tb—

t t

2.1.3 Xác định PTTT theo công suất trung binh va hé s6 cuc dai

Py = Keue-Par= Kinay-Keg Ps

P,,- Cong suat trung binh cua thiét bi hoac nhom thiét bi K„„.- Hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật theo

K„= fm„ Kúu)

K „- Là hệ số sử dụng

7

Trang 8

Dai hoc Bach Khoa

n,,- La s6 thiét bi ding dién hiệu quả

2.1.4.Xác định PTTT theo suất tiêu hao điên năng cho môt đơn vi sản phẩm

P,=a*M/T,„

a- Là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm,

KWh/1dvsp

M- Là số sản phẩm sản xuất trong một năm T,„„- Là thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h)

Trình tự xác định n,„ như sau

-Xác định n, : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có cơng suất lớn nhất

-Xác định P, : Công suất của n, thiết bị trên

nl Pl=)'P, T -Xác định n= pall

n Py

n-Tổng số thiết bị của nhóm Ps -Tổng cơng suất của nhóm Từ n và P tra bảng được n,,

-_ Xác định n,=n.n,›

- Tra bảng xác định K„„

- Nếu nụ <4 phụ tải tính tốn được xác định như sau

=1,

k, : hệ số quá tải Nếu khơng biết chính xác có thể lấy như sau k,=0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

k/=0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

2.1.5 Xác định PTTT theo suất trang bị điên trên đơn vi diên tích P,, = P,*E

Pạ- suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích

E- diện tích bố trí thiết bị

8

Trang 9

Dai hoc Bach Khoa

2.2.Xác đỉnh phu tải tính tốn của các phân xưởng và của toàn nhà máy

2.2.1.Xác định phụ tải tính tốn của phản xưởng sửa chữa cơ khí Phụ tải điện của phân xưởng bao gồm phụ tải chiếu sáng và phụ tải động lực chủ yếu là các máy cắt gọt kim loại

Căn cứ vào vị trí lắp đặt vào tính chất và chế độ làm việc của các thiết

bị có thể chia chúng làm 4 nhóm như được ghi trong bảng 2 I

Phụ tải tính tốn của các nhóm được tính theo số thiết bị hiệu quả Để cho việc tính tốn được đơn giản ở đây lấy chung các hệ số sử dụng k,„=0,l6 hệ số công suất coso=0,6 và tgọ=1,33 cho tất cả các nhóm máy

2.2.1.1.Tính phụ tải tính tốn cho nhóm Ï

Tổng số thiết bị của nhóm là n=10

Tổng công suất đặt của nhóm là 3›P!=25,25 kW,

su=7 kW

=0,6kW

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị Thiết bị có cơng suất đặt lớn nhất là Pụ

Thiết bị có cơng suất đặt bé nhất là Pạ„„„ có cơng suất lớn nhất là n,=l

Tổng công suất ứng với n, thiết bị là P,=7 kW

_T - 25,25 Ta có natal cor m p=.P 2 = Pi 0,277 Xứ, nà 10

Tra đường cong n,,,=f(n.,P.) ta được n,:=U,7

Số thiết bị điện có hiệu quả n,,=n,„:.n=0,7.10=7

Tra bảng hoặc đường cong k„„„=f(k,„„n,„) ta tìm được k„„„=2,48 Phụ tải tính tốn của nhóm được tính theo công thức

PE=k,„„.k„ >P=2,48.0,16.25,25=10,02 kw

Q'.= Pl, tgọ =10,02.1,33=13,32 kVAr S| =P! /cosp =10,02/0,6 =16,7kVA

Dòng điện tính tốn p= Su 167 a5 44

"Bu 3.038 —

Dòng điện đỉnh nhọn (dùng để chọn dây chảy cho cầu chì )

9

Trang 10

Dai hoc Bach Khoa

nol

Th, = Lani + Kal anmax = 47,09 + 6.18,06 = 155,454

1

2.2.1.2.Xdc dinh céng sudt tinh todn cac nhém con lai

việc xác định cơng suất tính tốn của các nhóm cịn lại được thực hiện như đối với nhóm I và được tổng kết trong bảng 2.I

2.2.1.3.Xác định cơng suất tính tốn dành cho chiếu sáng

Xác định cơng suất tính tốn của phân xưởng được thực hiện theo phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Prres=Po-F

Trong d6 p, 1a suat chiéu sang cla phan xudng (p,=12 W/ m ) E: diện tích phân xưởng xác đinh theo bản vẽ mặt bằng

(F= 875 m°)

P„=12.35=10,5 kW

2.2.1.4.Công suất tính tốn của tồn phân xưởng

Cơng suất tính tốn của tồn phân xưởng tính theo công thức Pays = Kat >» Pran + Paes (2.1)

Qin =ky >» Quin + Ques (2.2)

Sipe = Paw + Quays (2.3)

Trong đó có tính đến sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong

phân xưởng k„=0,8 Phụ tải chiếu sáng chỉ có cơng suất tác dụng nên

Q„ =0 Thay số ta được _ Đ„, =0,8.124/12+10,5=109,8kJƑ px Ởự„, = 0.8.165,05 = 132,04kJ⁄4r

„„ =Al109,8? +132,04? =171,731⁄4 Dòng điện tính tốn phân xưởng

Ty, = Suis _ 171,73

UN3 038A/3

2.2.2.Xác dinh phu tai tinh todn của các phân xưởng khác

=260,9(4)

Phụ tải tính toán của các phân xưởng khác được tính tốn theo hệ số

k„.P, ne* d

nhu cau P > =

Trong đó k,„„- Hệ số nhu cầu của phân xưởng P, - Tổng công suất đặt của phân xưởng

P„„ — Tổng công suất tính tốn động lực của phân xưởng

| 0 A a

Trang 11

Dai hoc Bach Khoa

Phụ tải tính tốn cũng được tính theo phương pháp công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích P„„=p,.F

11

Trang 16

Dai hoc Bach Khoa

2.2.2.1.Phu tai tính tốn của phân xưởng luyên gang

Tra bảng số liệu và sổ tay đối với phân xưởng luyện gang ta được P,=8200 kW,, k„=0,65 , F=119 m°, p,=l5W/m?_ coso=0,8

Trong đó phụ tải 3kV 1a P*, =3200kW và phụ tải 0,38 kV 1a

P°* =5000KW Do vậy ta có Po nat = 0,65.3200 = 2080(kW) Ona = P*nn.tgg = 2080.0,75 = 1560kVAr P°* at = 0,65.5000 = 3250(kW) Os na = PS ua.tgy =3250.0,75 = 2437.5kVAr P ffes =15.2975 =44.625kW

Phụ tải tính tốn của tồn phân xưởng tính theo sau

Đạy, = kạ,.Pạ„ + Pụ,, = 0,8.(2080+ 3250) + 44,625 = 4308,625/V Quon = Kay Quay + Ques = 9,8.(1560 + 2437.5) + 0 = 3198kVAr Sipe = {Pane +O„„ ` =AJ4308,625? +3198? = 5365.767kÝ⁄4

Dịng điện tính tốn của toàn phân xưởng

1 = Sux_ _ 5365.767

“A3 038/3 =8152,678(4)

2.2.2.2.Phu tải tính toán của các phân xưởng cịn lại

Phụ tải tính tốn của các phân xưởng còn lại được tính tương tự như phụ tải tính tốn của phân xưởng luyện gang và được tổng kết như ở bảng

2.2

2.2.3.Phụ tải tính tốn của tồn nhà máy

Phụ tải tính tốn của tồn nhà máy được tính theo công thức

S„ = Kar-W CX Pape)? +X Quip)?

= 0,8./13289,127 +14119,8° =15511,94kVAKVA

16

Trang 19

Dai hoc Bach Khoa

+ „ Chương 3

THIET KE MANG DIEN CAO AP CHO

TOAN NHA MAY 3.1 Phuong án truyền tải điên tới nhà máy

3.1.1 Xác định điên áp định mức của đường dây truyền tải tới nhà máy

Để đảm bảo chất lượng điện áp ta phải chọn điện áp truyền tải từ trạm biến áp trung gian của lưới điện tới nhà máy cho hợp lý

Việc chọn điện áp định mức sơ bộ bằng cách áp dụng công thức still

với l (km) là chiều dài truyền tải và P (MW) là công suất truyền tải Uy, = 434.1 +16.P(KV)

Đối với nhà máy ta có P= P„ = k„ 3` P„, = 0,8.13289,12 = 10631,3(k)

BOi vay ta c6é U,,, = 4,34./15 + 16.10,6313 = 59(kV)

Như vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải cho nhà máy 1a 35 kV 3.1.2.Chọon tiết diện dây dân của đường day

Nhà máy là phụ tải loại 1 vì vậy ta phải xây dựng đường dây hai mạch để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho nhà máy

Do đường dây truyền tải lên ta chọn tiết diện theo phương pháp tiết diện kinh tế p, =

Jit

Trong đó I là dòng điện truyền tải

E,„ là tiết diện kinh tế của đường dây

J„ tiết diện kinh tế phụ thuộc vào T„„„ thời gian tiêu thụ công suất lớn nhất và loại dây dẫn

Nhà máy có T,„„„=4500h và dây dẫn chọn loại dây AC tra bảng ta có J=l,1 A/mm?

Dịng điện truyền tải trên đường dây S„„ 1551194 2N3U,, dm 23.35 127,94 1 T= =127,94(A) Suy ra F,, = =116,3@wm”) >

Bởi vậy ta chọn được tiết diện tiêu chuẩn của mạng điện là

19 `

Trang 20

Dai hoc Bach Khoa

Etc=120 mm” với dòng điện cho phép là lcp=380A

Trong trường hợp sự cố đứt một đường dây thì dòng điện chạy trên đường dây còn lại là Isc=2.I=2.127,94=255,88<lcp nên thoả mãn điều kiện truyền tải

Kiểm tra tổn thất điện áp với dây đã chọn

Voi day AC-120 tra bang ta tìm được rạ=0,27(O/ km) x;=0,379

(Q/km) P.R+Q.X _ (13289,12.0,27 +14119,8.0,379).15 AU% = 5 2 : 235 =4,7% dm

Vậy AU% < 5%thoả mãn điều kiện cho phép như vậy dây đã chọn là hop ly

- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kv xuống điện áp 0,4kv thì có lợi giảm được tổn thất nhưng chi phí cho các thiết bị cao và nguy

hiểm cho người lao động Loại sơ đồ này phù hợp với các xí nghiệp có các phân xưởng nằm cách xa nhau

- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/6,3 kv cấp điện cho các biến áp phân xưởng 6/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại hình phân xưởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn và ít nguy hiểm Bởi vậy ta chọn sơ đồ này

3.2.Chọn số lượng dung lượng và vị trí đặt máy biến áp 3.2.1.Chon vi tri dat may bién ap

3.2.1.1.Xdc dinh biéu dé phu tdi

Việc xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp có mục đích là phân phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm và các trạm biến áp sao cho đạt chỉ tiêu kỹ thuật cao nhất

Biểu đồ phụ tải mỗi phân xưởng là một vịng trịn có diện tích tương ứng với phụ tải tính tốn của phân xưởng đó theo một tỷ lệ đã chọn Nếu coi phụ tải mỗi phân xưởng là một hình trịn theo diện tích phân xưởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm hình học của phân xưởng đó

20 ^ Pm

Trang 21

Dai hoc Bach Khoa

Mỗi vòng tròn phụ tải được chia thành hai phần tương ứng với phụ tải tác dụng động lực (phần dánh dấu) và phụ tải tác dụng chiếu sáng (phần để

trắng) * Xác định vịng trịn phụ tải: - Cơng thức: Sy =H = R= | a m*TI Trong đó:

S¿: Phụ tải tính tốn phân xưởng ¡ ( kVA )

R;: Bán kính vịng trịn biểu đồ phụ tải của phân xưởng ¡ (mm) m: Tỷ lệ xích (m=20kVA/mm`”)

‘ sys ey aN 2: 360* P

- Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải: đ„= > “

* Phân xưởng luyện gang

5365,76 360*P,_ 360.44/625_ .„

R= 3365.767 =9,24(mm) Og) = et 8 FS

20.314 Pu 5330

Các phân xưởng còn lại tính tương tự và được tổng kết trong bảng 3.1

Số thứ Pos

Tên phân xưởng Prat KW Sup KVA | R, mm ae

tự „,kW

1 Phân xưởng luyện gang 44.625 5330 5365.767 9,24 3

2 Phân xưởng lò mác tin 39,2 2800 3227,238 7,17 5

3 Phân xưởng máy cán phôi tắm 14,7 600 966,588 3,92 9

4 Phân xưởng cán nóng 60.55 2250 3627.484 7,6 10 5 Phân xưởng cán nguội 15,75 1350 2166,007 5,87 4 6 Phân xưởng tôn 525 1000 1363.397 4,66 19

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 10,5 124,12 171,725 1,65 30

8 Tram bom 9 2560 2567,206 6,39 1

9 Ban quản lý và phòng thí nghiệm 39 240 248,705 1,99 58,5

Bảng 3.1.Số liệu biểu đồ phụ tải

Để tìm vị trí đặt trạm biến áp trung tâm của nhà máy ta phải xác định được tâm phụ tải tính tốn của toàn nhà máy

21

Trang 22

Dai hoc Bach Khoa

Trên mặt bằng nhà máy chọn một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ trọng

tâm của các phân xưởng là: ( x;; y, ) ta xác định được các tọa độ tâm phụ tải t6i uu 14 M(x; y) để đặt trạm phân phối trung tâm:

Công thức:

_

‘tnm ‘tn

Nhìn vào sơ đồ nhà máy ta có bảng tính tâm phụ tải như bảng 3.2 Dựa vào bảng 3.2 ta tính được tâm phụ tải

S ya ; > ve 122206,9 _ 78(đ) xe 53290,03 =3.43(#) 1551194 15511,94 y 7 6 oa] ° @(7,8,3,43) Gs x] EI: 0 Nha may s6 7 x

Hình 3.1 Sơ đồ tâm phụ tải nhà máy Số thứ

"Tên phân xưởng Swox KVA | X(dv) SupeX Y(dv) Suoe¥

tu

1 Phân xưởng luyện gang 5365.767 83 44535,86 | 2,6 | 13950,99

2 Phân xưởng lò mác tin 3227.238 § 25817,9 1,1 3549,962

3 Phân xưởng máy cán phôi tắm 966,588 5,6 5412,892 2 1933,176

4 Phân xưởng cán nóng 3627.484 47 17049,18 3 10882,45 5 Phân xưởng cán nguội 2166.007 12 2599.208 25 5415,018 6 Phân xưởng tôn 1363.397 1,6 2181.436 42 5726.269

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 171,725 5,1 875,801 5,1 875,801

8 Tram bom 2567,206 9,1 23361,57 4,2 10782,26

9 Ban quản lý và phịng thí nghiệm 248,705 1,5 373,058 0,7 174,094

Tong 122206,9 53290.03

Bảng 3.2 Số liệu tính tốn tâm phụ tải tính tốn

22

Trang 23

Dai hoc Bach Khoa

3.2.1.2.Vi trí đặt các trạm biến áp

Nhìn vào đồ thị phụ tải ta thây tâm phụ tải nằm ở phần rìa nhà máy bởi vậy ta đặt trạm biến áp trung tâm của nhà máy kê phân xưởng 1 như

hình 3.2

Để cung cấp điện cho các phân xưởng hợp lý nhất là đặt các trạm biến áp phân xưởng Các trạm này được đặt kề với phân xưởng để tiết kiệm mặt bằng phân xưởng

3.2.2.Chon số lương và dụng lương các máy biến áp 3.2.2.1.Máy biến áp trung tâm

Để cung cấp điện liên tục cho nhà máy trong trường hợp sự cố phải cắt một máy mà không phải cắt phụ tải ta cần đặt hai máy biến áp hạ áp 35/6,3

kV trong trạm biến áp trung tâm

Với công thức chọn hai máy biến áp sau

_ Stinm _ 15366,7

dmB ——” 14 ~ „

Bởi vậy ta chọn 2 máy biến áp TDH 16000/35 có dung lượng

16000kVA trong trạm biến áp trung tâm

Do máy sản xuất tại Liên Xô cũ lên phải hiệu chỉnh hệ số nhiệt độ _ứ =1) _¡_ (4-5

100 100

t¡ và t; là nhiệt độ chế tạo và nhiệt độ sử dụng máy biến áp

Như vậy ta có Š z„; = S„„;.k,„ = 16000.0,81= 12960&1⁄4 =10976,2kVA

he = 0,81

Ta thay Sine > ime =10976,2kVA

Bởi vậy lựa chọn máy biến áp TDH 16000/35 là hợp lý đảm bảo cung cấp điện cho nhà máy ngay cả khi một máy biến áp bị hỏng

Sam Điện dp (kv) 1,% Ton that Ux%

Loai kVA C H APo,kW APn,kW

TDH 16000 35 63 0,75 21 90 8,0

Bang3.3 Thong số máy biến áp trung tâm 3.2.2.2.Máy biến áp các phân xưởng

Các phân xưởng có cơng suất tính tốn khác nhau trong một phân

xưởng lại có các loại máy động lực loại 0,38 kV và loại 3 kV vì vậy ta phải

biết được cơng suất tính toán của từng loại động lực *) Phân xưởng luyện gang

Cơng suất tính tốn loại 3kV là

53 =0,82/(Pz„)° +(Ø2„)” = 0,8.V2080° +1560” = 2080k⁄4

Công suất tính tốn loại 0,38 kV là (bao gồm cả công suất chiếu sáng)

Sie = Ni +P.)° +(0.8.077Ẻ) = ^J(0.8.3250+ 10,5)? +(0,8.2437,5)? = 3285,81kVA *) Phan xưởng cán nóng

Tính tốn tương tự ta có S} =1198,9kVA tpx

S88 — 2428,73KVA

23

Trang 24

Dai hoc Bach Khoa

*) Phân xưởng trạm bơm

S3, =1680kVA tipx Si = 887,21kVA

Chọn các máy biến áp do hãng ABB sản xuất tại việt nam bởi vậy không cần hiệu chỉnh nhiệt độ

Theo phân tích chương mở đầu các phân xưởng thuộc phụ tải loại 1 dé đảm bảo độ tin cậy điện được cấp hai máy biến áp trong một trạm biến áp Trong đó các phụ tải 3 kV đều là phụ tải rất quan trọng phải đảm bảo cung cấp điện liên tục kể cả trong trường hợp sự cố bị hỏng một máy biến áp Tức là trong trường hợp sự cố hỏng máy biến áp mà không phải cắt một số phụ tải bởi vậy chọn máy biến áp theo công thức sau

Su ok

dn = 14 (*)

Các phân xưởng phụ tải loại một có phụ tải động lực 0,38 kV khac trong trường hợp sự cố hỏng một máy biến áp vẫn có thể cắt bỏ 30% phụ tải không quan trọng của phân xưởng và để một máy biến áp kia làm việc quá tải 40% bởi vậy chọn máy biến áp theo công thức sau

> Si dm = 2 S *# " S C*) ” 1,4 Với S„ =0.7.5,

Các phân xưởng thuộc phụ tải loại hai được cấp một máy biến áp với

công thức chọn máy biến áp như sau

Sim > S, (***)

Dựa vào quyết định đó ta có cách chọn máy biến áp sau

° Phân xưởng l1 được cung cấp bởi ba trạm biến áp T11, T12 và

T13 Trong đó

~-TI11 cấp cho loại động lực 3kV dự định đặt hai máy chọn như

S,, _ 2080

công thức (*) gthức Œ) S„>ï.=S 2 S$, >—* =1485,7kVA

Nhu vay tram T11 đặt hai máy biến áp 6/3 kVW mỗi máy có công

suat 14 1600 kVA

- Hai tram T12 va T13 dat méi tram hai may bién dp 6/0,4 kV Với công thức chọn như công thức (**)

325143 2.2 Sin = ‘dm = 812,86kVA 5 Suc _ 0,7.3251,43 Ố T14 142

Như vậy chọn loại I000kVA

=812,86kVA

24

Trang 25

Dai hoc Bach Khoa

Một cách tương tự ta chọn được các máy biến áp khác cho các phân xưởng còn lại

° Phân xưởng 2 được cung cấp bởi hai trạm biến áp T21 và T22

mỗi trạm có hai máy mỗi máy1000 kVA 6/0,4kVW

° Phân xưởng 8 được cung cấp bởi 2 trạm biến áp T81 và T82

Trong đó

-_ Trạm T81 cung cấp cho phụ tải 3kW gồm hai máy biến áp 6/3kV loại 1600 kVA

- Tram T82 cung cấp cho phụ tải 0,38kV gồm một máy biến áp 6/0,4 kV loại 1000KVA

° Phân xưởng 4 được cung cấp bởi hai trạm biến áp T41 và T42 Trong đó

-T41 cap cho phụ tải 3 kW dự định đặt hai máy biến áp

có S„ = 20 = 1989 — s6 35,4

1,4 1,4

Như vậy T41 đặt hai máy biến áp 6/3kV loai 1000 kVA

~T42 gồm hai may bién dp 6/0,4 kV loai 1600 kVA

° Phân xưởng 6 và 7 được cung cấp bởi trạm biến áp Tó+7 trạm có một máy biến áp 6/0,4 kV loại 1600kVA

° Phân xưởng 5 được cung cấp bởi trạm biến áp T5 trạm có hai

máy 6/0,4 kV loại 1600KVA

° Phân xưởng 9 và 3 được cung cấp bởi trạm biến áp T9+3 trạm

có một máy 6/0,4 kV loại 1600kVA

Kết quả như bảng sau

Tên trạm | Cung cấp cho Uc/Un | S¡mp Số máy

kV skVA

Til Phân xưởng | (luyén gang) phu tai 3kV 6/3 1600 | 2

T12 Phân xưởng I 6/0,4 1000 |2

TI3 { luyện gang ) phụ tải 0,38 kV 6/0.4 1000 |2

T2I Phân xưởng 2 6/0.4 1000 |2

T22 (16 mac tin) 6/0.4 1000 |2

T9+3 Phân xưởng 9 và 3 (phòng quản lý và xưởng máy | 6/0.4 1600 | 1 cán phôi tấm)

T4I Phân xưởng 4 (Cán nóng) phụ tải 3kV 6/3 1000 |2

T42 Phân xưởng 4 (Cán nóng) phụ tải 0,38kV 6/0,4 1600 | 2

T5 Phân xưởng 5 (Cán nguội ) 6/04 1600 |2 T64+7 Phân xưởng 6 và 7 (Tôn và sửa chữa cơ khí) 6/0.4 1600 1

T81 Phan xuong 8 (Tram bom) phu tai 3kV 6/3 1600 |2

T82 Phan xuong 8 (Tram bom) phu tai 0,38kV 6/0.4 1000 1

Bảng 3.4 Lựa chọn máy biến áp cho các phân xưởng

Các số liệu kĩ thuật Un KV U, | AP, | AP, Cao | Hạ | ,% | kW | kw Sin kWA 25

Trang 26

Dai hoc Bach Khoa 1000 6 0,4 5 13 1,75 1600 6 0,4 5,5 13 1,75 1000 6 3 5 13 1,75 1600 6 3 5,5 13 1,75

Bảng 3.5 Thông số các máy biến áp đã chọn

3.3 Phương pháp đi dây và lưa chon tiết diên cáp cấp điên

cho các biến áp phân xưởng

Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trung

tâm ta đề ra hai phương án đi dây của mạng điện cao áp.và so sánh hai

phương án đó về chi phí tính tốn hằng năm chỉ tính những phần hai phương án khác nhau (Phần đường dây cáp), còn phần khác giống nhau như trạm biến áp và các thiết bị điện ta không so sánh ở đây

Để an toàn ta dùng dây cáp để cấp điện cho các máy biến áp phân xưởng Dự định chọn cáp XLPE lõi đồng bọc thép của hãng FURUKAWA của Nhật bản , ở đây chúng ta lựa chọn tiết diện cáp theo điều kiện kinh tế ( tức mật độ dòng điện kinh tế J,,) „ Imay _ 1

ki“ J kt

tt J, kt

đối với cáp lõi đồng và T,„„„=4500 h tra bảng ta được J,,=3,1 A/mm?

Trang 27

Dai hoc Bach Khoa

Hình 3.2 Sơ đồ các phương án đi dây mạng điện cao áp của nhà máy 3.3.1.Phuong an I

3.3.1.1 Chọn cáp từ trạm trung tâm (TTT) đến tram biến áp TII

Dòng điện chạy trên cáp là Tự = 20580 _ 1004

mm 2 36

E _ 100

kt = 32,26mm*

»

Nếu chọn cáp có F,,=35 mm với I,„ dưới đất là 170A dòng điện này nhỏ hơn dòng sự cố Isc=2.I,„„.=2.100=200 A bởi vậy ta phải chọn cáp có F,=50 mm’ véi Icp=200A

Việc chọn này đảm bảo độ bên cơ vì theo qui định để đảm bảo độ

bền cơ đối với cáp 6kV thì F,„;„=16 mm”

Ä.3.1.2.Chọn cáp từ trạm trung tâm đến các trạm phân xưởng khác Việc chọn cáp tới các trạm phân xưởng khác cũng tương tự và được

tổng kết ở bảng 3.6

3.3.1.3 Tính tốn chỉ phí hằng năm cho phương án Ï

Hàm chỉ phí tính tốn là Z = (a,, + ay) K, + Y,; AA Trong đó :

+ a, : hệ số thu hồi vốn đầu tư + a„ : hệ số vận hành

+K, : vốn đầu tư K, = >k,„, +kạ;: Giá thành một mét cáp +l, : Chiều dài tuyến cáp thứ ¡, m

+ Y;AA.=C.AA : phí tổn vận hành hàng năm

Bảng 3.6 Chọn cáp 6 kV cho các đường đi dây phương an I

27

Trang 28

Dai hoc Bach Khoa

Bang 3.7.Két qua tinh toan chi phi va ton that cha phuong 4n I Tính toán với đường cáp lấy :

a,, = 0,2

ay, = 0,1

C =750d/kwh

+A4 = YAP.r với z là thời gian tổn thất công suất lớn nhất +7 =(0,124+7,„ 10 ?)*§8760 = (0,124 + 4500.10 *)”.8760 = 2886() Từ các công thức trên ta có bảng tính như sau bảng 3.7

Ta có

Z, = (0,1+0,2 ) 436460000 + 750.25,73.2886=186630600(d) 3.3.2 Phương án II

3.3.2.1 Chọn cáp từ trạm trung tâm đến trạm TII Công suất truyền tải trên đoạn cáp này là

Spprp_ny = Sy) + Siz + Sy = 2080+ 3285,81 = 5365,81kVA

Dong dién chay trén doan cap nay 1a

L 5365.8

Q/km „10 d/m Lộ kép PPTT-TII 50 30 | 0,494 | 0,0074| 255 15300 | 2080 0,9 Lộ kép PPTT-TI2 35 30 | 0,668 | 0,01 220 | 13200 | j6429 0/75 Lo kép PPTT-T13 35 30 | 0,668 | 0,01 220 13200 | 1642,9 0,75 Lộ kép PPTT-T2I 35 100 | 0,668 | 0,033 220 | 44000 |løi3ø2 238 Lộ kép PPTT-T22 35 100 | 0,668 | 0,033 | 220 | 44000 | 161362) 2,38 Lộ dơn PPTT-T9+3 50 90 | 0494 | 0,06 255 19800 | j2153 | 246 Lo kép PPTT-T41 25 60 | 0,927 | 0,028 | 200 | 24000 | jj9g9 1.12 Lộ kép PPTT-T42 70 60 | 0,342 | 0,01 278 =| 33360 | j21436 0,41 Lộ kép PPTT-T5 70 250 | 0,342 | 0,043 278 | 139000| 2166 5,6 Lộ đơn PPTT-T6+7 50 200 | 0494| 0,1 255 | 51000 |Isasị2, 6.54 Lộ kép PPTT-T81 35 60 | 0,668 | 0,02 220 26400 | 1680 1,57 Lộ đơn PPTT-T§2 35 60 | 0,668 | 0,04 220 13200 | gg7,2Ị 0,87 Tổng 436460 25,73 28

Trang 29

Dai hoc Bach Khoa

_ 258,16

kt = 83,28mm*

›

Chọn cáp tiết diện 300 mm” - 2XLPE (3x300) có

1,,=530 A >Isc=258,16.2=516,32A

3.3.2.2 Chọn cáp đến các trạm biến áp phân xưởng còn lại

Chọn cáp đến các trạm biến áp phân xưởng khác tương tự và được tổng kết trong bảng 3.8

3.3.2.3.Tính tốn chỉ phí hàng năm cho phương án II

Việc tính tốn chi phí hàng năm cho phương án II tương tự phương án

1 và được tổng kết trong bảng 3.9

Z¡ = (0,1+0,2) 471390000 + 750.21,36.2886=187650700(đ) 3.3.3 Tổng kết các phương án

Ta thấy phương án I mang điện hình tia có chi phí hằng năm nhỏ hơn

mặt khác nó lại vận hành, sửa chữa đơn giản lên ta chọn phương án I

Đường cáp F,mm° |Lmm |r, RQ Don giá | K,,10°d | S,kVA AP, kW

Đường dai p Ỗ A_ | Cap ch

TTT-TII TI1-T12 TI1-T13 TTT-T2I T21-T22 TTT-TRI T81-T82 TIT-T41 T41-T42 TTT-T6+7 TTT-TS5 -T9+3 29

Trang 30

Dai hoc Bach Khoa

Bang 3.8 Chon cáp 6 kV cho các đường đi dây phương án II Bảng 3.9.Tính tốn chi phí và tổn thất cho phương án II

3.4.Sơ đồ nguyên lý và vân hành mang điên cao áp Sơ đồ nguyên lý của mạng điện như hình 3.3

2AC (3x120) 5km T82T81 T5 T42 T4

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp của nhà máy 3.4.1 Các thiết bị:

Như đã nói ở trên trạm biến áp trung tâm đặt hai máy biến áp dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp phân đoạn để phân phối điện cho 12 trạm biến áp phân xưởng

Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ đặt tập trung tại trạm phân phối trung

tâm này

Tại trạm trung tâm này có bố trí người trực để theo dõi và điều khiển trung mạng điện áp cao của nhà máy

- Đường dây trên không 35kv có đặt 2 dao cách ly nối với hai đoạn thanh

cái cao áp

30

Trang 31

Dai hoc Bach Khoa

- Phía cao áp của trạm BATT đặt máy cắt SF, và đầu vào trạm đặt 2

chống sét van nối với hai đoạn thanh cái

- Phía hạ áp (6kv) của trạm BATT sử dụng hệ thống một thanh góp

gồm hai phân đoạn, chúng được liên hệ với nhau bằng máy cắt liên lạc (MCLL) Trên mỗi phân đoạn ta đặt các biến điện áp 3 pha 5 trụ ( BU )

+ Các máy cắt cấp 6kv được sử dụng máy cắt hợp bộ

+ Do khoảng cách giữa trạm phân phối tới các trạm biến áp phân xưởng ngắn nên ở trạm phân xưởng không cần bố trí người trực, thiết bị bảo vệ chỉ cần bố trí tủ cầu dao cầu chì chọn bộ

- Phía hạ áp (0,4Kv) của trạm BAPX đặt Aptomat tổng (AT) và các Aptomat nhanh, tram 2 MBA ta dat them Aptomat lién lac (ATLL)

3.4.2 Nguyên tắc vân hành:

- Bình thường các MCLL, ATLL luôn mở, các máy biến áp làm việc độc lập với nhau (vận hành hở)

- Khi một trong hai MBA bị sự cố hay được đưa ra sửa chữa thì các

MC (CD-CC) phía cao áp và MC (AT) hạ áp sẽ cắt ra và MCLL (ATLL) sẽ được đóng lại để liên thông giữa hai phân đoạn

- Khi sự cố hay sửa chữa thanh cái của phân đoạn nào thì các MC nối với phân đoạn đó được cắt ra

3.5.Tính toán ngắn mạch để chon và kiểm tra thiết bi bảo VỆ

— Do tính tốn để chọn thiết bị không địi hỏi độ chính xác cao nên có thể dùng những phương pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau:

+ Khi lập sơ đồ tính tốn ta bỏ qua những phần tử mà dịng ngắn mạch khơng chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hưởng đáng kể

như máy cắt, dao cách ly, aptomat

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

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

Các điểm tính ngắn mạch gồm

+ Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kv, ta cần tính cho điểm ngắn mạch NÑ, tại thanh cái trạm biến áp trung tâm 35/6,3kv để kiểm tra máy cắt và thanh góp

+ Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N, tại thanh cái 6kv của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp

31

Trang 32

Dai hoc Bach Khoa

+ Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mach

N; để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm

+ Cần tính điểm N, trên thanh cái 0,4kv để kiểm tra Tủ hạ áp tổng của trạm - Sơ đồ nguyên lý

Ni N, N, N,

BATG MC DDK MC ( Ỳ ) | Cái “ CC CD

BATT P DCL BAPX

- Sơ đồ thay thế y N N, N; N,

Xur Zp ZsArr Ze Zoapx

TEC] LI LJ LÌ LÌ Tính điện kháng hệ thống: U2 _ 37 S, 250 XP ur = = 5,476(Q)

Tính điện trở và điện kháng đường dây trên không

Day AC 120 mm? có Ty = 0,27Q/km; x, = 0,379 Q/km; | = 15km Rp = 1 1 = 0,27 15 = 4,05 (Q) Xp = Xp 1 = 0,379 15 = 5,685 (Q) Ta có : I = Uụ, NI V3Z đị

~ Tại =Iệi =1, = — V3.4/4,057 + (5,476 + 5,685)" =I84) ~ iggy = V2.8 y, = -V2.1,8.1,8 = 4,582(KA)

- Sy = V3.U.Ty, = V3.35.1,8 = 109(MVA)

Điểm ngắn mạch N2 thuộc cấp 6 kV bởi vậy ta phải qui đổi các điện trở và điện kháng về cấp đó

Xj„= xi S 2) = 5.47605 *)* = 01590 Sey =

32

Trang 33

Dai hoc Bach Khoa 643 › 6,3, Xo =X,,.(—) =5,685.(—)’ =0,165Q p=Xp Ga) G) Máy biến áp trung tâm

AP U? U_% U? R =—N_4m 493 : xX =—N— _4m 403 B Ss 2 B 1 00 “Ss R, = 228 10° = 0,0126(2) 160007 8.67 =—~— 10° =0,18(Q ?.100.16000 (@) Tyo = Tủ =1 52 = 7(kA) wees A/3.-/(0.117+0.0126)? + (0,159+0,165+ 0,18)?

igo = V2.18.Ly, =-V2.1,8.7 = 17,82(kA) Sự = V3.U I ys = V3.6.7 = 72,75(MVA)

- Điểm ngắn mạch N3 là điểm ngắn mạch ở đầu cực phần cao áp của

Đườngcáp |EF , ¡Lm |[r„ Xxo@/km | R,,Q Xo, Q Tee kA | igs kA Sys

mm? O/km MVA PPTTTI |50 30 |0494 |0 0,015 | 0,003 6,9| 17,56 | 71,7 PPTTTI2 |35 30 | 0,668 | 0,105 0,02 | 0,003 6,88 | 17,51 | 71,5 PPTTTI3 |35 [30 |0668 | 0.105 0,02 | 0,003 6,88 | 17,51 | 71,5 PPTT-T21 | 35 | 100 | 0,668 | 0,105 0,067 | 0,01 6,61| 16,82 | 68,7 PPTTT22 |35 | 100 | 0,668 | 0,105 0,067 | 0,01 6,61| 16,82 | 68,7 PPTT-T9+3|50 90 | 0,494 | 0,1 0,06 | 0,009 6,65| 16,93 | 69,1 PPTT-T41 | 25 60 | 0,927 | 0,109 0,055 | 0,006 6,7| 17,07 | 69,7 PPITT42 |70 60 | 0,342 | 0,095 0,02 0,006 6,84| 17,42 | 71,1 PPTT-TS | 70 | 250 | 0,342 | 0,095 0,085 | 0,024 6,38 | 16,24 | 66,3 PPTT-T6+7 | 50 | 200 | 0,494 | 0,1 0,099 | 0,02 6,36 | 16,19 | 66,1 PPTT-T81 |35 60 | 0,668 | 0,105 0,04 | 0,006 6,77| 17,23 | 70,3 PPTT-T82 | 35 | 60 | 0,668 | 0,105 0,04 | 0,006 677] 1723 | 7043

máy biến áp phân xưởng

Nó tuỳ thuộc thuộc máy biến áp phân xưởng nào tức phụ thuộc vào điện trở và điện kháng của cáp dẫn tới máy biến áp

Điện trở và điện kháng của cáp lộ đơn được cho như bảng 3.10 Bảng3.10.Kết quả tính toán ngắn mạch tại điểm Ñ,

33

Trang 34

Dai hoc Bach Khoa

Tính I; cho tuyến PPTT — TII

Ta cé : R, = 0,117+0,0126+0,015=0,1446 (Q) X,; = 0,159+0,165+0,18+0,003 =0,507 (Q)

> Iya = we B.10,1446? £3 + 0,507? = 6,9(kA)

~ iggs.cr = V2.1,8.6,9 = 17,56(KA) - Sy; = V3.6.6,9 = 71,7(MVA)

Tính tương tự cho các đường cáp khác, kết quả được ghi trong bảng

3.10

- Ngan mach N4

Nếu N4 thuộc cấp điện áp 0,4 kV ta lại phải quy đổi các điện trở và điện kháng của cấp 6 kV về cấp 0,4 kV với công thức qui đổi sau

R= Rey va X°* = x6 (Ot: 3 63

Đường cáp |_ R„Q X,,.Q Tyg, KA inna KA NI

Bang 3.11 Giá trị ngắn mạch của đầu hạ áp của máy biến áp phân xưởng Các điện trở và điện kháng của máy biến áp phân xưởng thuộc cap 0,4 kV như bảng sau

Loại máy 1000kVA - 6/0,4 kV _ 175.04?

10007 * 100.1000 ` _ 5.0,4

10° = 2,8.10°*(Q) 10° =8.10°(Q)

34

Trang 35

Dai hoc Bach Khoa

Loại máy 1600 kVA - 6/0,4 kV

_ 175.0,4 _ 5,5.0,47

“16007 ~ 100.1600"

Nếu N4 thuộc cấp điện áp 3kV ta lại phải qui đổi các điện trở và điện kháng về cấp điện áp 3kV với công thức qui đổi

3 6 3 2 2 3 6 3 2

R=R ) và X°=X )

Các máy biến áp phân xưởng Loại máy I000kVA - 6/3 kV

_ 175437 5437 10° =1,09.10 *(O) XxX, 10° =5,5.10°(Q) .10° = 0,0157(Q X;=————.10 =045(O Mw (9) * 100.1000 (9)

Loại máy 1600 kVA - 6/3 kV

_ 175.3” 5,5.37

= 16007 10° =6,15.10°(Q @) *® 100.1600 = 10° = 0,309.Q (2) Kết quả tính toán như bảng 3.11

3.6 Chon và kiểm tra thiết bi điên và bảo vê 3.6.1 Chon và kiểm tra máy cắt

„ _ Điều kiện chọn và kiểm tra:

- Điện áp định mức, kv : U„wc 3 Uy „

- Dòng điện lâu dài định mức, A:_ lự„ ục 2 1, - Dòng điện cắt định mức, kA : I đm.cắt “— >I, - Dòng ổn định động, kA : lự„¿ > ig

t - Dòng ổn định nhiệt : t„„„„> l„ |—"

dm.nh

3.6.1.1 Chọn máy cắt nối giữa hai đoan thanh cái cao áp 35kVvà máy cắt nối giữa các đoan thanh cái với máy biến áp trung tâm

- Chon may cat SF, loai 8DB10 do SIEMENS ché tao cé bang thong

SỐ Sau:

Loại Uam kv Tam A lạm c, KA ig KA

§DBI0 35 2500 40 110

Bảng 3.12 Thông số máy cắt cao áp 35 kV - Kiểm tra:

Tamme = Lop =255,88 (A) (khi su cố đứt một dây) lạm > ly = 1,8 (KA)

lgma 2 lx = 4,28 (KA)

Máy cắt có dòng định mức I„„ > 1000A do đó khơng phải kiểm tra

đòng ổn định nhiệt

3.6.1.2 Chon máy cắt hợp bô 6kv :

35

Trang 36

Dai hoc Bach Khoa

- Các máy cắt nối vào thanh cái 6kv chọn cùng một loại SF,, ký hiệu 8DCI I do SIEMENS chế tạo có bảng thơng số sau:

Loại U„„kV Tans A Timo 28 KA ig kA

8DCII 7,2 1250 25 63

Bang 3.13 Thông số máy cắt nhánh hợp bộ 6kV - Kiểm tra:

Tư wc > L,= 255.88 (A) (Khi sự cố hong một máy biến áp )

lạm cá 3 ly = 7 A)

l„~a 2 iy = 17,82 (KA)

3.6.2 Chon va kiém tra dao cach li cép 35 kV: „ _ Điều kiện chọn và kiểm tra:

- Điện áp định mức, kV : U„„pe„, 3> Uạm„„ - Dòng điện lâu dài định mức, A : lự„ pcq 3 ly - Dong 6n dinh dong, KA: igng 2 ix

- Dong 6n dinh nhiét, KA: typ nie!” aman 2 tqa-l co „

Chon dao cách li đặt ngoài trời, lưỡi dao quay trong mặt phẳng nằm

ngang loai 3DE do SIEMENS ché tạo:

Loai Uns kv Lig A I KA Tyme KA

3DC 36 1000 25 60

Bang 3.14 Thông số dao cách ly cao áp 35 kV

- Kiểm tra: ˆ U¿„pc, >U¿„„= 35 kV

Tamper, 2 Ley =255,88 A ( Sự cố đứt một dây ) Iy„„ >i„= 4/28 kA

3.6.3 Chon tỉ cao áp tron bô cấp 6kV nối cáp với máy biến áp phán

xuong :

- Chọn tủ cao áp trọn bộ, có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bang SF, do SIEMENS ché tao, loai 8DH10

Loại tủ Ung KV Time A Tye KA Ima kA | Thiết bị

8DH10 6 200 25 25 Dao cat phu tai

Cau chi

Bang 3.15.Thông số tủ hợp bộ dao cắt phụ tải và cầu chì phia cao áp của máy biến áp phân xưởng

3.6.4 Kiểm tra cáp :

Cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng

EFURUKAWA clế tạo, cáp được đặt trong hầm cáp :

- Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: F>ơl [ty

36

Trang 37

Dai hoc Bach Khoa

Trong đó :

œ- hệ số nhiệt độ, với đồng a=7 tu- thời gian qui đổi, s

F, 116i Icp, 25° Ix, Is

Dud ường cáp á mm > Hinh dz inh dang A kA Ua kV

PPTT-T11,16+7 50 Văn xoắn 200 7,15 6 PPTT- 35 Van xoan 170 5 6 T12,13,21,22,9+3,81,8 2 PPTT-T41 25 Văn xoắn 140 3,57 6 PPTT-T42,5 70 Van xoan 245 10 6 Bảng 3.16 Thông số cáp đã chọn

- Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện được coi là ngắn mạch xa

nguồn: I„=Ïl” do đó thời gian qui đổi lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mach

ta = tìm = by + tne = Ta lay:

+ Thời gian tác động của bảo vệ : t,„„ =0,02 s + Thời gian tác động của máy cắt :f,„„ =0,l s —> Thời gian quy đổi t,„ =0, L2 s

- Ta chỉ cần kiểm tra cho tuyến cáp nào có dịng ngắn mạch lớn nhất

Tuyến cáp BATT-B, có dịng ngắn mạch lớn nhất I.„; = 6,9KA

Fyin= %- Ty3 max Moa =7.6,9 j0,12=16,73 < F„¡,=25mm?

- Cáp được chọn vượt cấp và có độ dài ngắn nên không cần kiểm tra

điều kiện tổn thất điện áp và dòng cho phép 3.6.5 Chon va kiém tra Aptomat

Với trạm 2 MBA ta dat 2 tủ aptomat tổng, 2 tủ aptomat nhánh và 1 tủ

aptomat phân đoạn

Với trạm IMBA ta đặt 1 tủ aptomat tổng và 1 tủ aptomat nhánh Mỗi tủ aptomat nhánh đặt 2 aptomat

-Aptomat được chọn theo dòng làm việc lâu dài: S

>I =] = _

Tama “W.max /3#U dm

Vana 2 Vom ,

- Với aptomat tổng sau máy biến áp, để dự trữ ta chọn theo dòng định mức của MBA

I >I - ` dm.B dm.A — dm.B

v3

- Aptomat phải được kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch :

37 ˆ

Trang 38

Dai hoc Bach Khoa

Toit am 2 INamax=30,3 KA

Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 1600kVA -6/0,4 kV

1600

Tmax = = 2309,4A

™ "0,43

Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 1000 kVA-6/0,4 kV

1000

T1» =——==144344 ™ 0,403

Như vậy ta chọn áptômát tổng cho máy 1600kVA là CM2500N chọn áptômát nhánh cho máy 1600kVA 1a CM1250N chọn áptômát tổng cho máy 1000kVA là CM1600N chọn áptômát nhánh cho máy 1000kVA là C801N Các áptômát do hãng Merlin Gerin chế tạo

Thông số kĩ thuật như sau

Loại Số cực U¿„, KV Tans A Ty, kA

CM2500N 3-4 690 2500 50

CMI250N 3-4 690 1250 50

CM1600N 3-4 690 1600 50

C801N 3-4 690 800 50

Bang 3.17 Thông số các áptômát được chon

Sơ đồ đấu nối các trạm biến áp phân xưởng như hình 3.4

Hình 3.4.a sơ đồ đấu nối trạm đặt 2BA : T11, T12, T13, T21, T22, T81, T41, T42, T5 U

Tu cao) May | ty a) THA

áp BA

6/0.4

Hình 3.4.b Sơ đồ đấu nối các trạm đặt 1BA : T6+7, T9+3 ,T82 tổng nhánh

38

Trang 39

Dai hoc Bach Khoa

Còn các trạm biến áp 6/3 kV ta phải dùng máy cắt loại 8DCI 1

Loại U,„„kV Tom A Tames 28 KA iy KA

8DCII 72 1250 25 63

Bảng 3.18 Thông số máy cắt dùng cho phần hạ áp máy biến áp 6/3kV 1600

I amc = bey 3 >1,=— = = 307,924 Tomcat 2 Ly = 451 (KA)

iama 2 ix = 10,3 (KA) So dé mac như đối với máy 6/0.4 kV chỉ thay áptômát bằng máy cắt là được

3.6.6 Chon và kiểm tra thanh cái

-Chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K,.K,.l„> lạ

- Thanh dẫn đặt nằm ngang : K,=0,95 - K;: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ

Đạp — 9,

? J0, -0 cP 0

Trong đó :

6.5 =70°c : nhiét d6 cho phép 16n nhat khi lam viéc binh thudng 0, =25°c : nhiệt độ môi trường thực tế

—> K, = 0,88

- Chon I, theo điều kiện quá tải của máy biến áp: ¬ `

° BU iy

- Thanh cái phía cao ap 35 kV

1,4.16000

I, = hạ T 369,54

Bởi vậy ta chọn tủ máy cắt loại 8DB10 cách điện SF6 của SIEMENS có l„„ của thanh cái là 2500 A như phần chọn máy cắt phần cao áp 35 kV, kết hợp với dao cách ly 3DC, chống sét van AZLP501B30 của hãng Cooper ( mỹ), ta tạo được một tủ cao áp 35 kV dùng cho trạm biến áp trung tâm như hình 3.5

Thanh cái phía hạ áp 6 kV của trạm biến áp trung tâm 1,4.16000

Ig =e 2155444

Bởi vậy máy cắt tổng nối với phần hạ áp của máy biến áp trung tâm ta phải chọn tủ máy cắt loại SDBI0 có thơng số như sau

Loại Us KV Tam» Thanh cai Tams A Tamce KA iy KA A

§DBI0 7,2 3150 2500 40 110

39

Trang 40

Dai hoc Bach Khoa

Bảng3.15.Thông số tủ máy cắt hợp bộ tổng đặt ở phần hạ áp máy biến ấp trung tâm lĩ ` lị \ |1 N l†l† | ® NIN N i \ lĩ \ k k 4

TauDCL3DC | TuMC8BDI0| - Tu MC8BDI0 | TủDCL3DC

nối với nổi với Tacsv Tủ MC8BDIO TủCSV nổ với nổ với dây 35 kV máybináp | AZIPSOIBS | pindem AZLPSOIESS | sy biến áp dây 35kV

Hinh 3.5 Tủ cao áp của trạm biến áp trung tâm

Dòng định mức của thanh cái là I,„=3150 A

Các máy cắt nối cáp 6 kv với thanh cái hạ áp của trạm biến áp trung tâm đã được chọn ở phần trên

Từ đó ta tạo được một tủ phân phối của trạm biến áp trung tậm cấp điện cho 12 trạm biến áp phân xưởng như sau

BASIS Tirliinlttllttirt EASES MSH lÌ tldldltdldldldldldld

TRO A Lal aR

Hình 3.6.Tủ phân phối đặt ở trạm biến áp trung tâm

3.6.7 Chon bién dòng điên BI

- Chon bién dong do SIEMENS ché tạo loại 4MA72 có thơng số kỹ thuật cho ở bảng sau

Ký hiệu Ua Uy đựng hy, áp xung Tham Tham Hoa dạng

kV kV kV A A kA

4MA72 12 28 75 20 - 2500 | 1 hoac 5 120

Bảng3.19 Thơng số máy biến dịng BI được chon

3.6.8 Chon may biến dp BU

- Chon máy biến điện áp 3 pha 5 trụ do Liên Xô chế tạo loại HTM-6 có các thơng số kỹ thuật sau:

40

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	7,19 MB