ĐỒ ÁN MẪU CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Đồ án tốt nghiệp chuẩn được giáo viên hướng dẫn cụ thể , chuyên ngành hệ thống điện , đại học điện lực. Các bạn có thể tham khảo làm khung mẫu bài chuẩn cho đồ án của mình. Đồ án CUNG CẤP ĐIỆN đầy đủ, phần nội dung được giáo viên hướng dẫn chỉnh sửa chính xác.Hình vẽ sơ đồ có hình được vẽ bằng VISIO tiện lợi cho các bạn muốn vẽ nhanh đẹp mà không biết vẽ CAD có thể chỉnh sửa ngay.Đồ án lưới điện môn học và tốt nghiệp gần như nhau. Chỉ thêm phần thực tế. Đồ án đã được chỉnh đúng văn phong do ĐHĐL đề ra.Phần nội dung đã được chỉnh sửa sao cho đúng nhất với thực tế.Đồ án do học sinh từ những năm đại học đầu của đại học điện lực. Số liệu giá thiết bị phân phối được cập nhật đúng nhất.Đồ án gồm bản phần nội dung và 1 bản vẽ A3. Liên hệ với cooku113 để nhận bản vẽ full (CAD )

Trang 1

“Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy xi măng”

Sinh viên : Trần Quang Vinh

Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện

STT Tên phân xưởng và phụ tải Số

lượng

Tổng Công suất đặt, kW

Hệ số nhu cầu, knc cos

4

5 6

7 8

9

11

12 13

14

16 17

18

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội hiện nay ngày càng phát triển mức sống của con người ngày càng được nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các doanh nghiệp, công ty cần phải

Trang 3

sản phẩm, dồi dào mẫu mã, Chính vì thế mà các công ty, xí nghiệp luôn cải tiến trong việc thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu qủa đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng, Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này ngày càng cao, đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển đó, Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết kế cung cấp cónhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu, Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa,bảo quản,

Sau 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện, với sự hướng dẫn tận tình của

Cô Nguyễn Anh Tuân đến nay em đã hoàn thành đồ án này, Qua tập đồ án đã giúp em nắm vững về những kiến thức cơ bản đã được học để giải quyết những vấn đề trong công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện,

Tập đồ án này giải quyết được những vấn đề:

PHẦN 1 Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

Chương 1 Xác định phụ tải toàn nhà máy

Chương 2 Xác định dung lượng, số lượng máy biến áp của nhà máy

Chương 3 Tính toán các loại tổn thất trong nhà máy

Chương 4 Chọn và kiểm tra thiết bị

Chương 5 Tính toán nối đất cho các trạm biến áp

Chương 6 Hoạch toán công trình

PHẦN 2 Các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị điện cho nhà máy xi măng

Với kiến thức tài liệu thông tin có hạn, nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót, Rất mong được sự góp ý chân tình của các thầy cô giáo trong nhà trường đặcbiệt là thầy cô trong khoa điện và các bạn nhằm làm cho bản thuyết minh ngày càng được hoàn thiện hơn,

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong Bộ môn Cung Cấp Điện, Lưới Diện - Khoa Hệ Thống Điện – trường Đại Học Điện Lực Đặc biệt là Thầy Phạm Anh

Trang 4

này đúng thời hạn

Sinh viên thực hiện TRẦN QUANG VINH

Lớp: D2-H3

Trang 5

PHẦN 1

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XI MĂNG 1

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 1

1.1 Phụ tải động lực 1

1.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng 3

1.3 Tính toán thông thoáng, làm mát 8

1.4 Tổng hợp phụ tải 10

1.5 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị 18 CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 14

2.1 Chọn cấp điện áp phân phối 14

2.2 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp 15

2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy 22

2.5 lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy dến các phân xưởng 23

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN ĐIỆN 33

3.1 Tính tổn thất điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 33

3.2 Xác định tổn hao công suất 34

3.3.Xác định tổn thất điện năng 35

CHƯƠNG IV CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 37

4.1.Tính toán ngắn mạch tai các điểm đặc trưng 37

4.2 Chọn và kiểm tra thiết bị 40

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT 58

5.1.Tính toán nối đất cho trạm BANM 58

5.2.Tính toán nối đất cho trạm BAPX 59

CHƯƠNG VI HOẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 62

6.1 Liệt kê thiết bị 62

6.2.Các loại chi phí cho công trình 64

PHẦN II

Trang 6

TẢI THEO NHU CẦU DSM 67

1 Khái niệm chung về DSM 67

2 Giải pháp kỹ thuật 67

Trang 7

PHẦN 1

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XI MĂNG 1

Bảng 1.1:Số liệu khảo sát nhà máy xi măng 2

Bảng 1.2: Phụ tải động lực của các phân xưởng trong nhà máy 2

Bảng 1.3: Tính toán chiếu sáng 8

Bảng 1.4 Bội số tuần hoàn 9

Bảng 1.5 Giá trị tính toán thông thoáng và làm mát của từng phân xưởng 11

Bảng 1.6 Giá trị công suất của từng phân xưởng 11

Bảng 1.7 Tính toán bù công suất phản kháng 14

Bảng 1.8 Thông số trạm biến ap nhà máy 17

Bảng 2.1 Kết quả chọn của máy biến áp phân xưởng 21

Bảng 2.2 Thông số máy biến áp 21

Bảng 2.3 Thông số của các lộ cáp 27

Bảng 2.4 Cáp cao áp của phương án 1 28

Bảng 2.5 Cáp cao áp cho phương án 2 31

Bảng 3.1 Tổn thất điện áp trong các trạm biến áp phân xưởng 33

Bảng 3.2 Tổn thất công suất trong các trạm biến áp phân xưởng 33

Bảng 3.3 Tổn thất điện năng của các trạm biến áp phân xưởng 35

Bảng 3.4 Bảng tổn thất điện năng trên các lộ cáp 36

Bảng 4.1 Kết quả tính toán dòng ngắn mạch 39

Bảng 4.2 Chọn thanh cái các trạm biến áp phân xưởng 50

Bảng 4.3 Kết quả kiểm tra chọn thanh cái cho các trạm 51

Bảng 4.5 Chọn sứ cách điện 52

Bảng 4.6 Chọn máy biến áp đo lường 53

Bảng 4.7 Chọn tụ điện bù công suất phản kháng 56

Bảng 6.1 Danh mục các thiết bị chính trạm BANM 62

Bảng 6.2 Dánh sách các thiết bị chính cho trạm biến áp phân xưởng 64

Trang 8

PHẦN 1 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XI MĂNG

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

1.1 Phụ tải động lực.

1.1.1 Tính toán phụ tải động lực.

Thiết kế cung cấp điện nhà máy xi măng được xây dựng trên nền đất có diện tích

S= 1000*1500 =1.500.000 m2 với vị trí các phân xưởng, nhà kho nhà điều hành… có diện tích và công suất đặt tương ứng cho trong bảng dưới đây

Phụ tải tinh toán của mỗi phân xưởng được xác định theo công thức:

Trang 9

Cos : Hệ số công suất tính toán,tra trong sổ tay kỹ thuật,từ đó tìm ra tg

1.1.2 Tính toán cụ thể phụ tải động lực cho từng phân xưởng

Phân xưởng 1: Phân xưởng điện phân

Pdl = knc*Pd = 0,53 * 350 = 175 kW,

Cos =0,53 tg = 1,6 Qdl = Pdl* tg = 280 kVAr

Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác trong nhà máy, ta có bảng sau:

Bảng 1.2: Phụ tải động lực của các phân xưởng trong nhà máy

STT Tên phân xưởng và phụ tải Pd,kW knc Cos Pdl

kW

Qdl kVAr

1.2 Tính toán phụ tải chiếu sáng

1.2.1 Các yêu cầu của thiết kế chiếu sáng

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Trang 10

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung (chiếu sáng cho toàn phân xưởng), chiếu sáng cục bộ (chiếu sáng cho các thiết bị) và chiếu sáng kết hợp (kết hợp giữa cục bộ và chung) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.

1.2.2 Chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất

Chọn hệ thống chiếu sang chung cho toàn phân xưởng, loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sản xuất công nghiệp

Bố trí đèn:thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng bộ phận nghiền sơ cấp có kích thước axbxH

là 50x80x4,7m (a:chiều rộng;b:chiều dài;H:chiều cao), Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám, với độ rọi yêu cầu là Eyc = 80(lux)

Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 80(lux) nhiệt độ màu cần thiết là

sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi, dùng đèn sợi đốt với công suất là200(W) với quang thông là F= 3000 lumen.( bảng 45.pl.BT)

Chọn độ cao treo đèn là : h’ = 0,5 m ;

Chiều cao mặt bằng làm việc là : hlv = 0,9 m

Chiều cao tính toán là : h = H – hlv = 4,7– 0,9 = 3,8 m

Hình vẽ minh họa(hình 1.1)

h'

H h

Trang 11

h

=> thỏa mãn yêu cầu

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cáchgiữa các đèn được xác định là L/h =1,5 (bảng 2.11 trong sách Bảo hộ lao động củathầy Trần Quang Khánh)tức là:

Xác định quang thông tổng:

ld

dt yc

k

k S E

F







Trong dó:

Eyc : độ rọi yêu cầu

S : diện tích phân xưởng

dt

Trang 12

Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 135 bóng Ta bố trí 15 dãy đèn mỗi dãy gồm

9 bóng, khoảng cách giữa các đèn là 5,75(m) theo chiều rộng và 5,43(m) theo chiều dài của phân xưởng Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 2(m)

Hình 1.2 Sơ đồ lắp bóng chiếu sang cho phân xưởng 1

Trang 13

Kiểm tra độ rọi thực tế:

E=

dt k b a

k N

F d ld

.

N : số lượng đèn

 : hiệu suất của đèn

kld: hệ số lợi dụng quang thông của đèn

a,b:chiều dài va chiều rộng của phân xưởng

Hình 1.3 Sơ đồ đi dây chiếu sáng cho phân xưởng 1

1.2.3 Chiếu sáng cho các khu vực khác trong nhà máy

Các khu vực khác trong nhà máy như nhà kho, nhà điều hành, nhà ăn, garage ôtô với yêu cầu chiếu sáng không cao, ít các máy điện quay và tính chất công việc nhẹ nhàng không nguy hiểm, do vậy nên sử dụng bóng đèn huỳnh quang để chiếu sáng chocác khu vực này

Việc tính toán chiếu sáng cho các khu vực này được tiến hành tương tự, kết quả cho dưới bảng 1.3

Trang 14

STT xưởng và phụ Tên phân

tải

Diện tích (m 2 )

Loại đèn, P(W)

Số lượng (bóng)

cos φ

Pcs (kW)

Qcs kVA r

Trang 15

1.2.4 Chiếu sáng cho các khu vực ngoài trời

Tính toán chiếu sáng cho đường đi công viên và xung quanh nhà máy với tổng sốchiều dài thực tế tính được là 10500m

Tra bảng 14.pl sách cung cấp điện của thầy Trần Quang Khánh ta có mỗi 1m chiều dài đường đi tương ứng với 0,005 kW Vậy công suất chiếu sáng ngoài trời cho toàn nhà máy là:

1.3 Tính toán thông thoáng, làm mát

Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:

L = K * VTrong đó:

K: bội số tuần hoàn (lần/giờ)

Bội số tuần hoàn K được xác định dựa vào bảng sau:

Bảng 1.4 Bội số tuần hoàn

Từ bảng số liệu trên ta chọn K = 20 (lần/giờ)

Từ đó tính được lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là

Bảng thông số quạt thông gió IMAGES

(W)

Lượng gió (m 3 /h) cosφ

Trang 16

Như vậy số lượng quạt cần dùng là:

Nq = 376000/32000 = 12 quạtTổng công suất thông thoáng và làm mát là:

Pttlm = 12*550 = 6,6 kW

Tính toán tương tự cho các khu vực khác trong nhà máy, giá trị công suất cho dưới bảng sau:

STT Tên phân xưởng và

phụ tải

Diện tích (m 2 )

Số lượng quạt (chiếc)

Pttlm (kW)

Qttlm (kVAr)

1.4.1 Tổng hợp phụ tải của từng phân xưởng

Phân xưởng 1: Phân xưởng điện phân

Trang 17

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại cho trong bảng 1.5

Trang 18

1.4.3 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy

Phụ tải tổng hợp của toàn phân xưởng được xác định:

Ptt =

18 1

.

nc ch tti

k P

18 1

knc.ch = 0,95 khi số nhóm thiết bị là n = 2

knn.ch = 0,9 khi số nhóm thiết bị là n = 4

knc.ch = 0,8 khi số nhóm thiết bị là n = 6

knc.ch = 0,7 khi số nhóm thiết bị là n >=10

(số liệu lấy trong bảng 4.pl [1])

Vậy công suất tác dụng tính toán và công suất phản kháng tính toán của toàn nhà may là:

1

.cosj

5184,55

0,687628,36

i

P P



Trang 19

1.4.4 Biểu đồ của phụ tải nhà máy

Hình 1.4 Biểu đồ phụ tải nhà máy

7

5 6

16 17

- Tính toán tương tự cho phân xưởng còn lại ta có bảng sau:

STT Tên phân xưởng và phụ tải P tti (kW) Q ttsaubu (kVAr) Q b (kVAr)

8 Bộ phân xay xi măng 654,43 292,34 461,58

STT Tên phân xưởng và phụ tải P tti (kW) Q ttsaubu (kVAr) Q b (kVAr)

Trang 20

9 Máy nén cao áp 1082,77 511,02 736,85

10 Bộ phân ủ và đóng bao 462,12 183,70 284,49

11 Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô 653,59 292,21 623,82

12 Xem dữ kiện phân xưởng 621,10 287,28 623,82

Bảng 1.7 Tính toán bù công suất phản kháng

Vậy công suất tác dụng tính toán và công suất phản kháng tính toán của toàn nhà may sau bù là:

0,7*7628,36= 5339,85(kW)0,7*3258,93 = 2281,25(kVAr) Công suất biểu kiến toàn nhà máy:

= 5806,73(kVA)

Trang 21

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY

2.1 Chọn cấp điện áp phân phối

Nhà máy có công suất tương đối lớn S = 5806,73 kVA và kết hợp với đường dây 110kV chạy qua phía nam của nhà máy

Chiêù dài từ đường dây 110kV cách nhà máy là 243 m Như vậy ta dùng đườngdây trên không dẫn điện từ cột đường dây 110 kV vào đến trạm biến áp nhà máy từ đó cho dây cáp đi ngầm cấp đến trạm biến áp phân xưởng nhà máy nhằm đảm bảo an toàn

và mỹ quan cho nhà máy

Cấp điện áp phân phối là cấp điện áp liên kết hệ thống cung cấp điện của khu công nghiếp với Hệ thống điện Cấp điện áp phân phối phụ thuộc vào công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải theo một quan hệ khá phức tạp

Công thức kinh nghiệm để chọn cấp điện áp truyền tải:

U = 4,34* l + 0,016*P ( 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)

Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là :

Phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến sự phát triển của phụ tải trong tương lai.(tính toán theo hàm tyến tính)

St = S0*(1+α.t)Trong đó

St - Phụ tải tính toán dự báo tại thời diểm sau t năm

S0 - phụ tải tính toán xác định tại thời điểm ban đầu

t - số năm dự báo lấy t= 10 năm

α - hệ số gia tăng của phụ tải lấy α = 0,04

(số liệu lấy trong bảng 2.6 sách cung cấp điện thầy Trần Quang Khánh)

Trang 22

2.2 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp

Đối với các nhà máy sản xuất công nghiệp sản xuất theo dây chuyền thì quá trình tạo ra sản phẩm phải thông qua các khâu khác nhau và có mối quan hệ với nhau Khi xảy ra một sự cố ở một khâu nào đó có thể do máy móc, do điện áp giảm,do ngườivận hành…thì quá trình sản xuất có thể bị gián đoạn làm giảm số lượng sản phẩm,chất lượng sản phẩm kém nhiều phế phẩm gây thiệt hại lớn về mặt kinh tế và uy tín nhà máy,xí nghiệp Trong các nguyên nhân đó thì nguyên nhân do chất lượng về điện năng

mà đặc trưng cho nó là điện áp và tần số có ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc bình thường của các thiết bị điện, đến số lượng cũng như chất lượng sản phẩm làm ra

Do vậy yêu cầu đặt ra cho đề án thiết kế điện cho nhà máy phải đảm bảo về mặt

kỹ thuật bên cạnh đó phải tối ưu về kinh tế, dễ dàng vận hành, thay thế, phát triển thêmphụ tải tính thẩm mỹ cho nhà máy…

Đối với nhà máy xi măng, dựa vào công suất và vị trí của từng phân xưởng hướng nguồn điện cấp trung áp ta lựa chọn 2 phương án vị trí đặt trạm biến áp, số lượng máy biến áp trong trạm được cho trong sơ đồ hình 2.1

2.3.1 Chọn công suất trạm biến áp nhà máy

Các nhà máy công nghiệp được xếp vào hộ loại I với phụ tải tính toán của cả nhà máy có kể đến sự phát triển trong 10 năm tới là:

Trang 23

Tra bảng bảng 16 TL2(sách mạng lưới điện của Nguyễn Văn Đạm) ta chọn được loại máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây do Siemens chế tạo TMH-5000/110 cho cả 3 cấp điện

Pn [kW]

Un [%]

I0 [%]

Trạm biến áp 1 cung cấp điện cho phân xưởng 1 ,2 và 5Trạm biến áp 2 cung cấp điện cho phân xưởng 3, 10

Trạm biến áp 3 cung cấp điện cho phân xưởng 4,8

Trạm biến áp 4 cung cấp điện cho phân xưởng 6

Trạm biến áp 8 cung cấp điện cho phân xưởng 12,14 và 15

Trạm biến áp 9 cung cấp điện cho phân xưởng 18,17 và 16,13

Do tầm quan trọng cấp điện cho các phân xưởng nên không thể để mất điện vì mất điện sẽ ảnh hưởng đến năng suất nhà máy và chất lượng của sản phảm gây ra nhiều phế phẩm Do vậy ta đặt mỗi trạm 2 máy biến áp

Trang 24

1

2 3

8 4

7

5 6

16 17 18

1 Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 1

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ABB sản suất có công suất : 1000 kVA – 22/0.4

Khi bị sự cố một máy biến áp Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

Trang 25

Khi bị sự cố một máy biến áp.

Khi bị sự cố một máy biến áp

Trang 26

SqtB7 = 1,4Sđm B3 = 1,4*800 = 1120 kVA

Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

Trang 27

Trang 28

Bảng 2.1 Kết quả chọn của máy biến áp phân xưởng

STT Tên phân xưởng kVA Si Số máy SđmBA kVA Tên trạm

P0 (kW)

PN (kW)

Trang 29

2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy

Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung tâm của khu công nghiệp về tới các nhà máy sử dụng đường dây trên không, lộ kép, dây nhôm lõi thép Trong một số trường hợp ta có thể dùng nhiều xuất tuyến từ TBATT tới các nhà máy

Các nhà máy trong khu công nghiệp có Tmax lớn nên dây dẫn sẽ được chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế Jkt (tra theo bảng 44 trang 234 TL2 sách mạng lưới điện của Ngyễn Văn Đạm)

Đối với mạng điện khu vực tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là :

max kt

Udm - điện áp định mức mạng điện , kV

Stt nm ở đây lấy theo phụ tải dự báo

Với lưới trung áp do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn vì thế ta phải kiểm tra theo điều kiện tổn thất cho phép:

- Kiểm tra dây dẫn khi sự cố đứt 1 dây:

Isc=2.Ilvmax = 2*57,24= 114,4 A < Icp = 268A

Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố

Trang 30

- Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp:

Với dây AC-70 có khoảng cách trung bình hình học là Dtb=3m, với các thông số kỹ thuật r0=0,46/km;x0=0,43/km;l=0,243km

2 dm

2

U5339,85*0,46*0,243+5672,08*0,43*0,243

1000*110

U% = 0,01% < Ucp% = 5% Dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện

áp cho phép

PttNM, QttNM tính theo đơn vị kW và kVAr

Vậy chọn dây AC70.

2.5 lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy dến các phân xưởng

A)Phương án đi dây 1:

11

1

2 3

7

5 6

16

17 18

Sơ đồ đi dây phương án 1

Trang 31

B)Phương án đi dây 2:

cho trạm B7.Do vậy công suất các máy biến áp vẫn giữ nguyên như phương án trên

1 11

12 15 14

10 9

13

Sơ đồ đi dây phương án 2 (hình 2.2) 2.5.1 Lựa chọn phương án cung cáp điện

I Khái quát:

1) Chọn sơ đồ nối dây.

Khi chọn sơ đồ nối dây cho mạng điện ta cần căn cứ vào các yêu cầu cơ bản của mạng điện vào tính chất của hộ tiêu thụ, vào trình độ vận hành thao tác của công nhân, vào vốn đầu tư của xí nghiệp Việc lựa chọn sơ đồ đấu dây phải dựa trên sơ sở

so sánh lỹ thuật và kinh tế Nói chung mạng điện cao áp, mạng điện hạ áp và mạng

điện phân xưởng thường dùng hai sơ đồ nối dây chính sau đây:

Sơ đồ hình tia: Sơ đồ này có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện

được cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tuơng đối cao dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá dễ dàng vận hànhbảo quản, nhược điểm cua sơ đồ hình tia là vốn đầu tư tương đối lớn Sơ đồ hình tia thường dùng cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 1 và 2

Trang 32

Sơ đồ phân nhánh : có ưu, nhược điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia đố là khó tự động hoá, khó bảo quản và vận hành, nhưng vốn đầu tư nhỏ Sơ đồ phân nhánh thường dùng cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 2 và 3.

Trong thực tế ngưòi ta thường dùng kết hợp hai sơ đồ trên thành sơ đồ hỗn hợp

có các mạch dự phòng chung và riêng để nâng cao độ tin cậy và tính linh hoạt cung cấp điện cho sơ đồ

2) Chọn tiết diện dây dẫn

Khi thiết kế cung cấp điện cho dây dẫn là một bước quan trọng vì dây dẫn chọn không thoả mãn thì sẽ gây ra sự cố nguy hiểm dẫn đến cháy nổ Có 3 phương pháp lựachọn tiết diện dây dẫn và cáp

Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt : Phương pháp này dùng để chọn dây dẫn cho lưới điện có điện áp U  110KV , các lưới tung áp đô thị và xí nghiệp, nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sủ dụng công suất lớn cũng được chọn theo jkt

Nếu chọn dây theo Jkt sẽ có lợi về kinh tế, nghĩa là chi phí tính toán hành năm

sẽ thấp nhất

Chọn tiết diện theo tổ thất điện áp cho phép Ucp :

Phưong pháp này thường dùng trong lưói điện trung áp nông thôn, hạ áp nông thôn, đường dây tải điện tới các trạm bơm nông nghiệp, do khoảng cách tải điện xa, tổn thất điện áp lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năng dẽ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn theo phương pháp này để đảm bảo chất lượng điện năng

Chọn tiết diện theo dòng điện phát nóng cho phép Icp :

Phương pháp này thường dùng chọn tiết diện dây dẫn và cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công gnhiệp và chiếu sáng sinh hoạt

Tiết diện được chọn theo phương pháp nào cũng phải thoả mãn các điều kiện kiểm tra sau:

Ubt – Tổn thất điện áp đường dây khi làm việc bình thường

Ubtcp – Tổn thất điện áp cho phép khi đường dây làm viẹc bình thuờng

Usc – Tổn thất điện áp đường dây khi làm viẹc bị sự cố

Usccp – tổn thất điện áp khi làm việc sự cố

Trang 33

Isc – Dòng điện làm việc lớn nhất qua day khi bị sự cố

Icp – Dòng điện cho phép của dây đã chọn, do nhà chế tạo cho

Để chọn được phương án đi dây phía cao áp cho nhà máy được tối ưu ta đưa ra

2 phương án đi dây sau đó so sánh hai phương án này để chọn ra phương án hiệu quả nhất

A) Phương án đi dây cao áp của phương án 1

Để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho nhà máy ta quyêt định đi dây bằng cáp ngầm, lộ kép để dẫn điện từ trạm biến áp nhà máy đến các trạm BAPX ta thực hiện phương án đi dây hình tia(hình vẽ trên)

1.Tính tiết diện cáp từ trạm nhà máy đến trạm biến áp 1

Đoạn cáp này có chiều dài l1=2083,3 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ

lệ đã cho)

a) Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính

1 1

1410,04

40,7

2 3 2 3.10

B B

Spt I

Udm

Chọn cáp là cáp đồng , với Tmax=5120h, tra bảng [44-TL2] chọn được mật độ

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

1 1

40,7 15,08 2,7

B B

Ta tra [18.pl-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng

chọn 2 sợi 2XLPE (3x25)

Thông số của cáp XLPE

Trang 34

Cáp Số

cáp

Dài (m)

r0 (/km)

x0 (/km)

R1 ()

X1 ()

Icp (A)

Trong đó R1, X1 Được tính theo công thức sau :

R1=r0*l1=0,8*2,083 = 1,666 

X1=x0*l1=0,07* 2,083 = 0,146 

b) Kiểm tra điều kiện phát nóng

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụtải của trạm B1

Isc = 2*IB1 = 2*40,7 = 81,41(A)

So sánh Isc < Icp = 135 A Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép

Tính toán tương tự cho các lộ cáp cọn lại ta có bảng sau:

Lộ

cáp Loại cáp

Số cáp

Dài m

10 Tổn thất điện năng trên cáp cao áp phương án 1

-Tính tổn thất công suất trên đương dây từ trạm biến áp nhà máy đến trạm biến

áp B1,đường dây trên là cáp đồng AC35 được đi thành 2 lộ có các thông số kỹ thuật tra trong bảng 18.pl(TL1)

Tổn thất công suất trên đương dây áp dụng công thức (2.27) trong sách(TL2)

Trang 35

P

Pmax =13,25 kW

Vậy A = Pmax. max

gian tổn thất công suất lớn nhất Được tính theo công thức gần đúng

A1 = 13,25* 3543 = 46.944,75 kWh

Bảng chọn cáp cao áp của phương án 1

Lộ cáp Loại cáp Chiều dài l

(m) Đơn giá(đ/m)

Thành tiền (triệu đồng)

Chi phí tính toán hành năm của phương án 1

Z1 = (atc + avh).K1 + A1.C

Với atc = 0,2 Hệ số thu hồi vốn đầu tư với nhà máy xi măng thiết kế có thời gian thu hồi vốn là 5 năm

avh = 0,1 Hệ số vận hành

C = 2000 đ/kWh Giá thành tổn thất một kWh điện

B) Phương án đi dây cao áp của phương án 2

Để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho nhà máy ta quyêt định đi dây bằng cáp ngầm, lộ kép để dẫn điện từ trạm nhà máy đến các trạm BAPX ta thực hiện phương án

đi dây hình tia(hình vẽ trên)

1 Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 1

Đoạn cáp này có chiều dài l1=2083,3 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ

lệ đã cho)

a) Tính tiết diện cáp:

Trang 36

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

Chọn cáp là cáp đồng , với Tmax=5120h, tra bảng [24.pl-TL1] chọn được mật độ

1 1

73,19

27,11 2,7

B B kt

I F J

Ta tra bảng [18.pl-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do

r0 (/km)

x0 (/km)

R1 ()

X1 ()

Icp (A)

Trong đó ,R3, X3 Được tính theo công thức sau :

R1=r0*l1=2,0833*0,57 = 1,19 

X1=x0*l1=2,0833*0,06 = 0,12 

Isc = 2*IB1 = 2*72,92 = 145,8 (A)

Trang 37

2 Tính tiết diện cáp từ trạm nhà máy đến trạm biến áp 7

Đoạn cáp này có chiều dài l7=263 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ

đã cho)

a).Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính

7 7

1125,29

32,48

2 3 2 3.10

B B

Spt I

Udm

Chọn cáp là cáp đồng , với Tmax=5120h, tra bảng [24.pl-TL1] chọn được mật độ

7 7

32, 48

12,03 2,7

B B kt

I F J

Ta tra bảng [18.pl-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do

Trong đó R7, X7 Được tính theo công thức sau :

R7=r0*l7=0,8*0,263= 0,2 

X7=x0*l7=0,07*0,263= 0,02 

Isc = 2*IB6 = 2*32,98 = 65,95 (A)

3 Tổn thất điện năng trên cáp cao áp phương án 2

-Tính tổn thất công suất trên đương dây từ trạm biến áp nhà máy đến trạm biến

áp B1,đường dây trên là cáp đồng AC25 được đi thành 2 lộ có các thông số kỹ thuật tra trong bảng 18.pl(TL1)

Tổn thất công suất trên đương dây áp dụng công thức (2.27) trong sách(TL2)

Trang 38

A = Pmax. max

gian tổn thất công suất lớn nhất Được tính theo công thức gần đúng

A2 = 15,91 * 3543 = 56.369,13 kWh

Bảng chọn cáp cao áp của phương án 2

Thành tiền (triệu đồng)

Chi phí tính toán hành năm của phương án 2

Z2 = (atc + avh).K2 + A2.CVới atc = 0,2 Hệ số thu hồi vốn đầu tư với nhà máy xi măng thiết kế có thời gian thu hồi vốn là 5 năm

avh = 0,1 Hệ số vận hành

C = 2000 đ/kWh Giá thành tổn thất một kWh điện

Trang 39

4 So sánh chi phí tính toán hành năm của phương án 1 và phương án 2

Phương án Vốn đầu tư mua cáp

đồng (vnđ)

Tổn thất điện năng

A (kWh)

Chi phí tính toán hàng năm(vnđ)

Trang 40

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN ĐIỆN

3.1 Tính tổn thất điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

a).Tính tổn thất điện áp trên đường dây

Tính tổn thất điện áp trên đường dây cấp điện cho trạm biến áp nhà máy.Đườngdây được thiết kế là đương dây trên không với loại dây nhôm lõi thép AC70,có chiêu dài là 243m

Áp dụng công thức tính tổn thất điện áp 2.45 trang 61 sách Lưới điện của Nguyễn Văn Đạm

b).tính toán tổn thất điện áp trong may biến áp

thiết kế gồm 2 máy biến áp loại máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây do Việt nam chế tạo nhãn hiệu TMH-6300/110 có số liệu kỹ thuật:R=16,6  ;X=220 

11012,1(kV)





-Tính tổn thất điện áp trong trạm biến áp B1, trạm biến áp B1 theo thiết kế gồm

2 máy biến áp loại máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây do nhà máy thiết bị điện ABB sản suất có công suất : 1000 kVA – 22/0,4 Có số liệu kỹ thuật:R=5,24;X=29,2

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	1,46 MB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
[1]. Giáo trình Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC. Tác giả TS. Trần Quang Khánh, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội	Khác
[2]. Mạng lưới điện. Tác giả Nguyễn Văn Đạm, nhá xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội	Khác
[3]. Sổ tay tra cứu thiết bị điện 0,4 – 500 kV. Tác giả Ngô Hồng Quang, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội	Khác
[4]. Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện. Tác giả PGS TS. Phạm Văn Hòa, nhà nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội	Khác
[5]. Thiết kế cấp điện. Tác giả Ngô Hồng Quang, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội	Khác