ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU CÔNG NGHIỆP VÀ NHÀ MÁY LUYỆN KIM MẦU

Thiết kế cung cấp điện cho khu công nghiệp bao gồm :1.Thiết kế mạng điện cao áp của khu công nghiệp2.Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim mầu nằm trong khu công nghiệp1.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy luyện kim mầu.2.Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ khu công nghiệp3.Thiết kế mạng điện cao áp cho khu công nghiệp4.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy luyện kim mầu5.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.6.Tính toán nâng cao công suất cosφ của toàn nhà máy.7.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.8.Thiết kế một trạm biến áp phân xưởng của nhà máy luyện kim mầu.

Trang 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG MỞ ĐẦU 6

1.Số liệu nguồn điện 6

2.Số liệu phụ tải 6

2.1.Phụ tải khu công nghiệp 6

2.2.Phụ tải của nhà máy luyện kim màu 7

2.3.Phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí của nhà máy luyện kim màu 8

3.Yêu cầu thiết kế 11

CHƯƠNG I 12

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 12

I.Tổng quan các phương pháp xác định phụ tải tính toán 12

1.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: 12

2.Phương pháp xác định PTTT theo h/s hình dáng của ĐTPT và CSTB: 12

3.Phương pháp xác định PTTT theo CSTB và độ lệch của ĐTPT khỏi giá trị TB: 13

4.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại 13

5.Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị SP: 14

6.Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích: 14

7.Phương pháp tính trực tiếp 14

II.Xác định phụ tải tính toán của nhà máy luyện kim màu 15

II.1.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK trong nhà máy 15

II.2.Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác trong nhà máy 23

II.3.Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy 27

II.4.Xác định biểu đồ phụ tải và tâm phụ tải của toàn nhà máy luyện kim màu 27

III.Xác định phụ tải tính toán của khu công nghiệp 30

III.1.Xác định phụ tải tính toán của nhà máy chế tạo phụ tùng ôtô và xe máy 30

III.2.Xác định phụ tải tính toán của các nhà máy khác trong khu công nghiệp 30

III.3.Xác định phụ tải tính toán của cả khu công nghiệp 31

IV Biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp 31

CHƯƠNG II: 33

THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA KHU CÔNG NGHIỆP 33

I.khái niệm mạng cao áp của khu công nghiệp 33

II.Chọn cấp điện áp vận hành 33

III.Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện 34

1.Xác định tâm phụ tải của khu công nghiệp 34

2.Đề suất các phương án sơ đồ cung cấp điện 35

IV.Sơ bộ lựa chọn các thiết bị điện 37

1.Chọn công suất của trạm biến áp trung tâm (TBATT) của khu công nghiệp 37

2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn 38

3.Chọn máy cắt 46

V.Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án thiết kế 50

1.Tính toán đối với phương án đi dây 1: 52

2.Tính toán đối với phương án đi dây 2: 56

VI.Thiết kế chi tiết cho phương án lựa chọn 60

1.Chọn dây dẫn 110kV từ hệ thống về khu công nghiệp 60

2.Tính ngắn mạch mạng cao áp khu công nghiệp 61

3 Lưa chọn và kiểm tra thiết bị điện cho mạng cao áp khu công nghiệp: 65

4 Kiểm tra các thiết bị điện phía hạ áp của MBATT đã chọn sơ bộ 68

Trang 2

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp

5 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp của khu công nghiệp 69

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ 66

MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY LUYỆN KIM MÀU 66

III.1.LỰA CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP 67

III.1.1 Điện áp để truyền tải điện năng ( từ hệ thống ) đến xí nghiệp 67

III.1.2 Điện áp cung cấp trực tiếp cho các thiết bị 68

III.2.CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 68

III.2.1.Nguyên tắc chung: 68

III.2.2.Giới thiệu kiểu sơ đồ CCĐ phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn ở trên 68

III.3.SƠ BỘ PHÂN TÍCH VÀ CHỌN KIỂU SƠ ĐỒ PHÙ HỢP 71

III.3.1 Chọn vị trí trạm trung tâm và các trạm biến áp phân xưởng 71

III.3.2 Vạch các phương án nối dây chi tiết 72

III.4.XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG, SỐ LƯỢNG CÁC MÁY BIẾN ÁP 73

III.4.1.Lựa chọn máy biến áp phân phối cho các phương án 76

III.4.2.Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng cho các phương án 89

III.4.3.Phương án sử dụng trạm biến áp trung tâm 90

III.4.4 Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm 92

III.5 TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN 92

III.5.1 Trình tự tính toán kỹ thuật cho từng phương án 92

III.5.2 Tính toán kĩ thuật cho từng phương án 94

III.6 TÍNH CHI PHÍ VÒNG ĐỜI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ 121

III.6.1.Phương án I 122

III.6.2.Phương án II 125

III.6.3.Phương án III 127

III.6.4.Phương án IV 130

III.7 THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN: 133

III.7.1.Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm 133

III.7.2.Tính toán ngắn mạch 134

III.7.3.Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện 137

CHƯƠNG IV 150

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG 150

SỬA CHỮA CƠ KHÍ 150

I.Phân tích phụ tải phân xưởng SCCK 150

II.Lựa chọn sơ đồ cung cấp điên cho phân xưởng : 151

1.Sơ đồ hình tia : 151

2.Sơ đồ đường dây trục chính: 151

3.Sơ đồ thanh dẫn: 152

4.Sơ đồ hỗn hợp: 153

III.Chọn vị trí tủ động lực và tủ phân phối : 154

1.Nguyên tắc chung: 154

2.Xác định vị trí tủ phân phối và động lực phân xưởng: 154

3.Sơ đồ đi dây trên mặt bằng và phương thức lắp đặt các đường cáp : 155

IV Lựa chọn tủ phân phối và tủ động lực 155

1 Nguyên tắc chung: 155

2 Chọn tủ phân phối 156

3.Chọn tủ động lực 158

V.Chọn cáp 159

1.Nguyên tắc chung 159

2.Chọn cáp từ trạm biến áp B8 đến tủ phân phối 161

Trang 3

3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực 161

4.Lựa chọn cáp dẫn từ các tủ động lực tới từng động cơ: 162

VI.Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áptômát 165

1.Các thông số của sơ đồ thay thế : 165

2.Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn : 167

CHƯƠNG V 170

TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO 170

HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 170

V.I Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy và các xí nghiệp 170

V.2.Các thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện 171

V.2.1 Tụ tĩnh điện 171

V.2.2.Máy bù đồng bộ 171

V.2.3.Động cơ không đồng bộ được đồng bộ hoá 171

V.3.Các bước được tiến hành như sau 172

V.3.1.Xác định dung lượng bù 172

V.3.2.Sơ bộ lựa chọn thiết bị bù và vị trí bù 172

V.3.3.Tính toán phân phối dung lượng bù và lựa chọn chi tiết thiết bị bù 173

V.3.4.Kiểm tra lại hệ số công suất của nhà máy sau khi đã đặt thiết bị bù 178

CHƯƠNG VI 180

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 180

SỬA CHỮA CƠ KHÍ 180

VI.1 MỤC ĐÍCH VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾU SÁNG: 180

VI.2 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 180

VI.2.1.các hình thức chiếu sáng 180

VI.2.2.Chọn loại đèn chiếu sáng 181

VI.3 CHỌN ĐỘ RỌI CHO CÁC BỘ PHẬN : 182

VI.4.TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 182

VI.4.1 Giới thiệu phương pháp: 183

VI.4.2 Tính toán chiếu sáng cho toàn bộ phân xưởng sửa chữa cơ khí : 184

VI.5.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 185

CHƯƠNG VII 189

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG B8 (2 MÁY) 189

VII.1.LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP 191

VII.2.LỰA CHỌN THIẾT BỊ CAO ÁP CỦA TRẠM BIẾN ÁP 192

1.Cáp cao áp 192

2.Lựa chọn thanh góp cao áp 192

3.Chọn sứ cao áp: 194

4.Chọn máy biến áp đo lường 195

5.Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI: 195

6.Lựa chọn dao cách ly cao áp 196

7.Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp: 196

VII.3.LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ HẠ ÁP CỦA TRẠM BIẾN ÁP B8 197

1.lựa chọn thanh góp hạ áp 197

2.Chọn áptômát tổng và áptômát nhánh: 197

3.Lựa chọn cáp hạ áp 198

4.Tính toán ngắn mạch để kiểm tra thiết bị điện đã chọn: 199

5.Lựa chọn các thiết bị đo đếm 200

6.Kiểm tra các thiết bị điện đã chọn 201

Trang 4

VII.4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG B8 204 1.Khái niệm về nối đất: 204 2.Tính toán thiết bị nối đất: 204 MỤC LỤC 1

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta hiện nay đang ở trong giai đoạn tiến hành công nghiệp hoá , hiện đại hoá với tốc độ phát triển kinh tế rất lớn.Trải đều trên khắp đất nước, các khu công nghiệp mới xuất hiện ngày càng nhiều với quy mô ngày một lớn.Gắn liền với các công trình đó

là các hệ thống cung cấp điện cần phải được thiết kế và xây dựng để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cho các khu vực đó.Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức đã được học trong quá trình học tập tại bộ môn Hệ Thống Điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội , em đã được bộ môn phân công làm đồ án tốt nghiệp do thầy giáo TS.Bạch Quốc Khánh hướng dẫn và đề tài mà em nhận được là :

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp bao gồm:

1.Thiết kế mạng điện cao áp của khu công nghiệp

2.Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim màu nằm trong KCN Sau thời gian làm đồ án, với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa, các bạn cùng lớp, đặc biệt là sự hướng dẫn rất tận tình của thầy giáo TS.Bạch Quốc Khánh em đã hoàn thành bản đồ án này.Song do kinh nghiệm và kiến thức thực tế còn bị hạn chế nên trong bản đồ án của em chắc không tránh khỏi các khiếm khuyết Em mong nhận được sự nhận xét góp ý của các thầy cô giáo để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn

Em xin được chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung và các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện nói riêng đã có nhiều công lao trong việc giảng dạy và truyền đạt các kiến thức cho em trong suốt thời gian qua đặc biệt em xin chân thành gửi tới thầy giáo TS.Bạch Quốc Khánh là thầy giáo trực tiếp hướng dẫn em thực hiện cũng như hoàn thành đồ án tốt nghiệp này lòng biết ơn sâu sắc nhất

Em xin chân thành cám ơn!

Hà nội, tháng 5 năm 2007 Sinh viên thực hiên Phùng Thế Anh

Trang 6

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

Hệ thống cung cấp điện là một phần của hệ thống điện.Bất cứ một hệ thống cung cấp điện nào cũng phải gắn liền với một hệ thống điện nhất định.Và hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp mà em thiết kế cũng không nằm ngoài quy luật đó Nó cũng là một phần của hệ thống điện và nó mang một số đặc trưng như sau:

1.Số liệu nguồn điện

- Điện áp nguồn cấp cho khu công nghiệp : do hệ thống cung cấp điện là một khu công nghiệp có công suất khá lớn nên điện áp nguồn cấp cho khu công nghiệp được chọn là 110KV

- Đường dây liên kết với nguồn: đường dây cung cấp điện cho khu công nghiệp là dùng đường dây trên không dây nhôm lõi thép Khoảng cách từ nguồn đến khu công nghiệp là 12 km

- Công suất ngắn mạch : Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực là 450 MVA

2.Số liệu phụ tải

Hệ thống cung cấp điện bao giờ cũng gắn với phụ tải nhất định.Tuỳ từng đặc điểm của phụ tải sẽ quyết định hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện thường gắn với lưới phân phối điện

2.1.Phụ tải khu công nghiệp

Khu công nghiệp được thiết kế bao gồm 5 nhà máy và khu dân cư

Cụ thể như sau:

(KW)

Tmax (h)

1 Nhà máy chế tạo phụ tùng ôtô và xe máy 7000 4000

Sơ đồ mặt bằng toàn bộ khu công nghiệp như sau:

Trang 7

Từ HTĐ đến

Đ-ờng giao thông

Sơ đồ mặt bằng khu công nghiệp

2.2.Phụ tải của nhà mỏy luyện kim màu

- Cỏc phõn xưởng của nhà mỏy luyện kim màu

(kW)

Loại hộ tiờu thụ

1 Phõn xưởng luyện gang

4 Phõn xưởng cỏn núng

- Phụ tải 0,3 kV

- Phụ tải 6 kV 4000 2500

I

7 Phõn xưởng sửa chữa cơ khớ Theo tớnh toỏn III

9 Ban quản lý và phũng thớ nghiệm 200 III

10 Chiếu sỏng phõn xưởng Theo diện tớch

-Sơ đồ mặt bằng nhà mỏy luyện kim màu

Trang 8

2.3.Phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí của nhà máy luyện kim màu

- Các thiết bị của phân xưởng :

1 máy Toàn bộ

BỘ PHẬN DỤNG CỤ

Trang 9

27 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 3A625 2,8

BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN

- Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí:

Trang 10

Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí

nghiÖm Phßng thö

11

15

15 15 15

Kho phô tïng

15

15 15 15

1 12

21 8

9

7 8

3 3

27 1

4 26 1

16

5 6

12 12

15

23 23 22

10 17

2 2

25 25

25 25 25

25 25

25

Trang 11

3.Yêu cầu thiết kế

Phần I: Thiết kế cung cấp điện cho khu công nghiệp bao gồm:

1.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy luyện kim màu

2.Xác định phụ tải tính toán của toàn bộ khu công nghiệp

3.Thiết kế mạng điện cao áp cho khu công nghiệp

4.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy luyện kim màu

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

6.Tính toán nâng cao công suất cosφ của toàn nhà máy

7.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

8.Thiết kế một trạm biến áp phân xưởng của nhà máy luyện kim màu

Phần II: Phần chuyên đề:

Nghiên cứu và thiết kế bàn thử nghiệm thiết bị đóng cắt hạ áp công nghiệp

Trang 12

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

I.Tổng quan các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách nhiệt Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra vì vậy

chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ, Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất, Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có một phương pháp nào thật hoàn thiện Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi qui hoạch

và thiết kế các hệ thống cung cấp điện:

1.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

tt nc

Trong đó :

- knc _hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật

- Pđ_công suất đặt của các thiết bị, có thể xem gần đúng: Pđ  Pđm [kW]

Áp dụng : Dùng cho các tính toán sơ bộ tại các cấp điện áp của mạng điện xí nghiệp.Nếu áp dụng cho các thiết bị, phương pháp này chỉ đúng khi các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng

2.Phương pháp xác định PTTT theo h/s hình dáng của ĐTPT và CSTB:

Ptt = khd.Ptb

Trang 13

Trong đó:

- khd_hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật

- Ptb_công suất trung bình cả thiết bị hoặc nhóm các thiết bị, [kW]

t

0 tb

p(t)dt

AP

- Ptb_công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, [kW]

-  _độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

- _hệ số tán xạ của 

Áp dụng : Dùng cho mạng điện phân xưởng điện áp đến 1000V

Phương pháp này cũng ít dùng vì chưa biết chính xác hình dáng đồ thị phụ tải

4.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Ptt = kmax.Ptb = kmax.ksd.Pdđ

Trong đó:

- Ptb_công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị,[kW]

- kmax _hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ kmax = f(nhq, ksd)

- ksd_hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật

- nhq_số thiết bị dùng điện hiệu quả

Áp dụng : Dùng cho mạng phân xưởng điện áp đến 1000V và mạng điện áp cao hơn đến mạng điện toàn xí nghiệp

Trang 14

5.Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị SP:

0 tt max

a M P

T



Trong đó:

- a0_suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, [KWh/đvsp]

- M_số sản phẩm sản suất được trong một năm

- Tmax_thời gian sử dụng công suất lớn nhất, [h]

Áp dụng : Đây là phương pháp gần đúng , dùng cho các tính toán sơ bộ tại các cấp điện áp của mạng điện xí nghiệp.Dùng để xác định PTTT cho cácXNCN; số phụ tải

ít, sản xuất khá ổn định

6.Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích:

Ptt = p0.F Trong đó:

- p0_ suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích, [W/m2]

Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 1, 5, 6 dựa trên kinh nghiệm thiết kế

và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiên chúng chỉ khá đơn giản và tiện lợi Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố Do đó kết quả chính xác hơn nhưng khối

lượng tính toán lớn và phức tạp

Trong đồ án này với phân xưởng sữa chữa cơ khí ta đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại Các phân xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này ta áp dụng

Trang 15

phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất

II.Xác định phụ tải tính toán của nhà máy luyện kim màu

II.1.Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK trong nhà máy

- nhq : số thiết bị làm việc hiệu quả

Số thiết bị làm việc hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện đúng bằng các phụ tải thực tế gây ra trong quá trình làm việc, nhq đuợc xác định theo công thức:

n

2 đm

i 1

hq n

2 đm

i 1

( P )n

Trang 16

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Pđmmin_ công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm

i 1 hq

- P và P1_ tổng công suất của n và n1 thiết bị

Tra bảng số liệu n*hq =f(n*,p*) sau đó tính nhq = n*hq.n

Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị hiệu quả,trong một số trường hợp có thể dùng các công thức gần đúng sau:

* Nếu n  3 và nhq < 4 , phụ tải tính toán được tính theo công thức :





n 1

i dmi

tt PP

* Nếu n > 3 và nhq < 4 , phụ tải tính toán được tính theo công thức :

+ kti= 0,9 đối với thiết bị làm việc dài hạn + kti= 0,75 đối với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại

* Nếu n > 300 và ksd  0,5 , phụ tải tính toán được tính theo công thức:

 



n 1

i dmisd

tt 1,05.k PP

Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt nén khí …) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:

Trang 17

  



n 1

i dmisd tb

tt P k . PP

Nếu mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của một pha về phụ tải ba pha tương đương:

- Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp pha : Pqd  3 Ppha max

- Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp dây : Pqd 3.Ppha max Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn ; xác định theo công thức :

Pqd = dm Pdm

Trong đó: dm -hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy

*)Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết

bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau :

IdnIkd (max) Ittksd.Idm (max))

Trong đó :

- Ikd (max) : dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy

Ikdmax = kkd Idm(max)với kkd =(57) với ĐCKĐB và = (23) với ĐC

- Itt : dòng điện tính toán của nhóm máy

- Idm (max) : dòng định mức của thiết bị đang sử dụng

- ksd : hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2.Phân nhóm phụ tải

Trong mỗi phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc làm việc rất khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên tắc sau: + Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây

hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm vốn đầu tư và tổn thất trong đường dây hạ áp trong phân xưởng

+ Chế độ của các thiết bị trong cùng nhóm nên giống nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi hơn cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

Trang 18

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp + Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường  (812)

Tuy nhiên thường thì khó thoả mản cả ba nguyên tắc trên do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất

Dựa vào các cơ sở trên thực hiện phân nhóm phụ tải điện của phân xưởng sửa chữa

cơ khí như bảng sau:

Bảng I.1: kết quả tổng kết phân nhóm phụ tải

STT Tên thiết bị lượng Số mặt bằng k/h trên Pđm[k W] [A] Iđm

1 máy toàn bộ

Nhóm I

Trang 19

3 Máy phay ghép hình 1 7 5,62 5,62 14,23

Nhóm IV

Trang 20

P U

3

S

d dm d

6 , 0 3 380

10

= 25,32(A);

Tương tự cho các thiết bị còn lại ta có giá trị dòng điện định mức ở bảng trên

3.Xác định phụ tải tính toán (động lực) của các nhóm phụ tải

(Các giá trị ksd, cosφ, nhq*, và kmax, tra ở PL I.1, I.5, I.6 (TL1))

a Tính toán cho nhóm I:

Bảng I.2:Danh sách thiết bị thuộc nhóm I

STT Tên thiết bị lượng Số mặt bằng k/h trên

10P

Pmmin max  

n

n* 1  

05,90

80P

PPdm 1

Trang 21

- Tra bảng PL1.5(TL1) tìm được nhq* = 0,69

 nhq = nhq* n = 0,69.13 = 8,97 lấy nhq = 9

- Tra bảng PL1.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 9 ta tìm được kmax = 2,2

- Phụ tải tính toán động lực của nhóm I:

Pttdl =

6,0

7165,29

= 49,5275 kVA

Dòng điện tính toán của nhóm: Itt =

3U

Sttdl =

338,0

5275,49

= 75,25 A

 Idn = Ikdmax + (Itt – ksd Idm(max)) = 5.25,32 + 75,25 - 0,15.25,32 = 198,05 (A)

Trong đó : - Ikdmax -dòng điện khởi động của TB có dòng điện lớn nhất trong nhóm;

- Ikdmax = kkd Idm(max) với kkd =(57) với ĐCKĐB và = (23) với ĐC

b Tính toán cho các nhóm còn lại:

Đối với các nhóm còn lại ta tiến hành tính toán tương tự như nhóm I ta được kết quả như trong bảng sau:

Bảng I.3:Kết quả tính toán cho các nhóm được tổng kết trong bảng sau:

Nhóm số

TB

Pđm[kW] m ksd cosφ nhq kmax

Pttđl [kW]

Qttđl [kVAr]

Sttđl [kVA]

Itt[A]

I 13 90,05 15,38 0,15 0,6 9 2,2 29,716 39,522 75,25 75,25

II 14 70,2 16,07 0,15 0,6 12 1,96 20,638 27,449 52,26 52,26 III 9 55,62 3,33 0,15 0,6 8 2,31 19,272 25,632 48,8 48,8

IV 13 64,6 3,57 0,15 0,6 12 1,96 18,992 25,259 48,093 48,093

V 14 44 15,38 0,15 0,6 8 2,31 15,246 20,277 38,61 38,61

4.Xác định phụ tải tính toán (động lực) của cả phân xưởng sửa chữa cơ khí

-Phụ tải tính toán động lực công suất tác dụng toàn phân xưởng:



 dt 5 ttidlpx k P

P = 0,9.103,64 = 93,276 kW

Trang 22

Trong đó kdt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng.Lấy kdt= 0,9

-Phụ tải tính toán động lực công suất phản kháng toàn phân xưởng:





5 1

i ttidt dlpx k Q

Q = 0,9.138,139 = 124,325 kVAr

5.Xác định phụ tải tính toán chiếu sáng toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí

- Phụ tải chiếu sáng của PXSCCK được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích :

Pcs = p0 F

Trong đó : + p0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2] + F - diện tích được chiếu sáng [m2]

- Trong PX SCCK sử dụng đèn sợi đốt , tra PL1.2(TL1) p0 = 14[W/m2]

Và diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng SCCK đo được là F = 1215 (m2 )

Do đó: Pcspx = p0 F = 14 1215 = 17010 W = 17,01 kW ;

Qcspx = 0 kVAr

6.Xác định phụ tải tính toán của cả phân xưởng sửa chữa cơ khí

- Công suất tính toán tác dụng toàn phân xưởng:

- Dòng điện tính toán toàn phân xưởng

38,0.3

174,166U

.3

SI

286,110S

Pttpx

Trang 23

II.2.Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác trong nhà máy

Bảng I.4:Danh sách phân xưởng và công suất đặt:

[kW]

Loại hộ tiêu thụ

Diện tích [m2]

1 Phân xưởng luyện gang

4 Phân xưởng cán nóng

4110,75

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán III 1215

8 Trạm bơm

10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây sẽ sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

1 Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Theo phương pháp này thì PTTT của PX được xác định theo các biểu thức:

Ptt = knc 



n 1

i P dmi Trong đó : - Pdi , Pdm : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i

- Ptt , Qtt S tt : CSTD & CSPK và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị

- n : Số thiết bị trong nhóm

2.Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng

2.1.Phân xưởng luyện ngang

- Công suất đặt :

+ Phụ tải 0,3kV : Pđ = 5000 KW;

+ Phụ tải 6kV : Pđ = 2800 KW;

Trang 24

- Tra bảng PL I.3(TL1)với phân xưởng luyện gang thì ta chọn được:

knc= 0,6 ; cos = 0,7tg= 1,02

- Tra bảng PL I.2 (TL1) ta tìm được suất chiếu sáng: p0 = 15 (W/m2), ở đây ta dùng đèn sợi đốt nên ta có: c 1

tg 0cs cs

2 38 ,

P  = 3065,6123060,62 4331,89(kVA)

62,658138

,0.3

89,4331U

.3

SI

dm

38 , 0 38

2400U

.3

SI

- Diện tích phân xưởng : F = 2592 m2

- Tra bảng PL I.3 (TL1) với Ban quản lý và phòng thí nghiệm thì ta chọn được:

knc= 0,8 ; cos = 0,8tg= 0,75

Trang 25

- Tra bảng PL I.2 (TL1) ta tìm được suất chiếu sáng: p0 = 20 (W/m2), ở đây ta dùng đèn huỳnh quang nên ta có: coscs = 0,85tgcs= 0,6197

- Công suất tính toán động lực:

P  = 211,842 152,1252  260 , 8(kVA)

38 , 0 3

8 , 260 U

3

S I

dm

ttpx

2.3.Tính toán cho các phân xưởng khác:

Đối với các phân xưởng khác trong nhà máy thì ta tiến hành tính toán tương tự như trên thì ta được kết quả như trong bảng sau:

Trang 26

Sinh viên thực hiện : Phùng Thế Anh Lớp HTĐ 2 – K47

Qđl [kVAr]

Pcs [kW]

Qcs [kVAr]

Pttpx [kW]

Qttpx [kVAr]

Sttpx [kVA]

Ittpx[A]

6581,62 230,94

9 Ban QLý và Phòng TN 200 0,8 0,8 160 120 51,84 32,13 211,84 152,12 260,8 396,475

Trang 27

II.3.Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

- Xác định phụ tải tác dụng của toàn nhà máy:

Ptt nm = kđt 



9 1

i P = 0,85.18624,98 = 15831,23 kW tti Trong đó: kđt_ hệ số đồng thời, lấy bằng 0,85

- Xác định phụ tải phản kháng của toàn nhà máy:

Qtt nm = kđt 



9 1

P = 22396

23,15831

= 0,71

II.4.Xác định biểu đồ phụ tải và tâm phụ tải của toàn nhà máy luyện kim màu

Việc xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng thể của nhà máy nhằm mục đích xác định vị trí đặt các trạm biến áp ( nhà máy và phân xưởng ) hoặc trạm phân phối trung tâm và các tủ phân phối chính một cách hợp lý, đạt hiệu quả tối ưu về kinh tế kỹ thuật như tiết kiện đường dây, giảm tổn thất điện năng, giảm chi phí vận hành và bảo trì hàng năm.Đồng thời thông qua biểu đồ phụ tải người thiết kế có thể hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải trong nhà máy

II.4.1.Lý thuyết chung:

1.Tâm phụ tải điện

- Tâm phụ tải điện là điểm thõa mãn điều kiện mômen phụ tải :



n 1

i i iL

P min

- Trong đó : Pi và Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

- Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ toạ độ Oxyz có vị trí toạ độ trọng tâm của các phân xưởng là (xi,yi,zi) ta xác định được vị trí tối ưu M0(x0,y0,z0)

- Tâm phụ tải điện là trọng tâm của một khối vật thể và toạ độ của nó được tính theo công thức sau:

n 1 i i iS

x.S ; y0 =





 n 1

i i

n 1

i i i

S

y

n 1

i i i

S

z S

Trang 28

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Trong đó :

x0 ; y0 ; z0 : Toạ độ của tâm phụ tải điện

xi ; yi ; zi : Toạ độ của phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn

Si : Công suất của phụ tải thứ i

- Trong thực tế cao độ z thường không cần phải quan tâm Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực…

2.Biểu đồ phụ tải điện

- Biểu đồ phụ tải điện là một hình tròn vẽ trên mặt phẳng , có tâm trùng với tâm của phụ tải điện và có diện tích tương ứng với phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn.Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế , từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện

- Biểu đồ phụ tải điện được chia thành hai phần : phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng)

PTCSPTĐL

- Để vẽ được biểu đồ phụ tải điện cho các phân xưởng , ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt phẳng

- Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:

m

S



 + S i : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (kVA)

+ Ri : Bán kính vòng tròn BĐPT của phân xưởng thứ i, mm

+ Với m : tỉ lệ xích , kVA/mm2

- Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức:

cs cs

tt

360.PP

 

Trang 29

II.4.2.Thực hiện tính toán:

- Chọn tỷ lệ xích m = 3 kVA/mm2 , thực hiện tính toán ta có bảng thống kê kết quả tâm phụ tải các phân xưởng như sau:

Bảng I.6:Thống kê kết quả tâm phụ tải các phân xưởng

Ký

hiệu Tên PX Pcs

[kW]

Ptt[kW]

Stt[kVA]

Tâm phụ tải R,

[mm] 0

csX[mm] Y[mm]

8 2756,22

1 6731,55

2 3035,35

4 5614,2

3 1727,78

9 260,8

5 3874,65

7 166,17

6 2186,47

112 106 75

66 56 37

32 28 0

Trang 30

III.Xác định phụ tải tính toán của khu công nghiệp

Để xác định phụ tải tính toán của các nhà máy trong khu công nghiệp ta sử dụng phương pháp tính phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Ptt = knc.Pđặt

Trong đó :

- knc _hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kĩ thuật

- Pđ_công suất đặt của các thiết bị, có thể xem gần đúng: Pđ  Pđm [kW]

III.1.Xác định phụ tải tính toán của nhà máy chế tạo phụ tùng ôtô và xe máy

12 , 2658 U

3

S I

dm

ttpx

III.2.Xác định phụ tải tính toán của các nhà máy khác trong khu công nghiệp

Đối với các nhà máy khác trong khu công nghiệp thì ta thực hiện tính toán hoàn toàn tương tự như trên thì ta có kết quả như trong bảng sau:

Bảng I.7:Kết quả xác định PTTT của các nhà máy trong khu công nghiệp

Stt [kVA]

1 CTPT ôtô và xe máy 7000 0,3 0,79 2100 1629,6 2658,12

3 Luyện kim đen 12000 0,35 0,75 4200 3704,4 5600,23

4 Chế tạo máy công cụ 8000 0,23 0,68 1840 1983,52 2705,54

Trang 31

III.3.Xác định phụ tải tính toán của cả khu công nghiệp

- Xác định phụ tải tác dụng của cả khu công nghiệp:

PttKCN = kđt 



6 1

i P = 0,75.29971,23= 22478,423 kW tti Trong đó: kđt_ hệ số đồng thời, lấy bằng 0,75

- Xác định phụ tải phản kháng của cả khu công nghiệp:

QttKCN = kđt 



6 1

P =

42,30508

423,22478

= 0,737

IV Biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp

- Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:

m

- Chọn tỷ lệ xích m = 3 kVA/mm2 , thực hiện tính toán ta có bảng thống kê kết quả như sau:

Bảng I.8:Kết quả xác định tâm phụ tải và bán kính vòng tròn BĐPT

[kW]

Stt [kVA]

Tâm phụ tải R

[mm] X[mm] Y[mm]

- Từ đó ta vẽ được biểu đồ phụ tải của khu công nghiệp như sau:

Trang 32

Đại học Bỏch Khoa Hà Nội Đồ ỏn tốt nghiệp

1

2658,12

5 3661,06

3

2705,54

6 5000

2 22396

iao

Đ-ờng g hô

t ngBiểu đồ phụ tải của khu công nghiệp

4

6

2 5

1

3

Từ HTĐ đến

Trang 33

CHƯƠNG II:

THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA KHU CÔNG NGHIỆP

I.khái niệm mạng cao áp của khu công nghiệp

Mỗi khu công nghiệp đều bao gồm nhiều nhà máy sản xuất với nhu cầu về điện năng khác nhau.Các nhà máy này đều có các đặc điểm riêng và được phân bố ở các vị trí cũng rất khác nhau.Do đó việc cung cấp điện đến khu công nghiệp và đến các nhà máy sẽ có các đặc điểm riêng

Mạng cao áp của khu công nghiệp là mạng điện làm nhiệm vụ nhận điện từ hệ thống điện quốc gia về để cung cấp điện đến các trạm nguồn của các nhà máy trong khu công nghiệp.Khi xem xét mạng cao áp của khu công nghiệp thì ta chỉ xem xét đến các trạm nguồn của các nhà máy còn các trạm thành phần bên trong các nhà máy thì ta không phải xem xét đến vì nó thuộc lưới điện của bản thân các nhà máy đó.Điều đó có nghĩa là ta chỉ cần xét đến các phần tử nằm trong hệ thống cung cấp điện của khu công nghiệp

Khi tính toán vốn đầu tư của mạng cao áp này thì ta chỉ tính vốn đầu tư của các thiết bị trong mạng cao áp của khu công nghiệp mà không phải tính đến vốn đầu tư của các thiết bị trong các lưới điện của các nhà máy

Điện áp của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố : công suất của các phụ tải , khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp , vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau , sơ

Trang 34

đồ của mạng điện… Như vậy chọn điện áp định mức của mạng được xác định chủ yếu bằng các điều kiện kinh tế

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Điện áp đinh mức sơ bộ của mạng có thể xác định theo giá trị công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải công suất

Chọn sơ bộ điện áp của mạng có thể tiến hành theo kinh nghiệm thiết kế mạng điện ở nhiều nước trên thế giới.Điện áp của mạng có thể chọn sơ bộ theo các phương pháp sau:

-Theo khả năng tải và khoảng cách truyền tải của đường dây

-Theo các đường cong thực nghiệm

-Theo các công thức kinh nghiệm

Trong đồ án này ta xác định điện áp định mức của mạng điện theo công suất truyền tải

P(kW) và theo chiều dài của đường dây truyền tải l(km) với công thức Still :

P.016,0l.34,4

Đối với khu công nghiệp thiết kế thì ta có số liệu sau:

-Khoảng cách từ nguồn đến khu công nghiệp là l = 12 km

- Phụ tải của cả khu công nghiệp:

PttKCN = 22478,423 kw ; SttKCN = 30508,42 kVA

Phụ tải tính toán của khu công nghiệp có kể đến sự phát triển của tương lai :

S(t) = Stt (1 +  hay : P(t) = Ptt (1 + t.)  t.)

Trong đó ta có :

S(t), P(t) : Công suất toàn phần và tác dụng của năm dự kiến;kVA

Stt ,Ptt Công suất tính toán toàn phần và tác dụng của năm hiện tại; kVA

t là thời gian dự kiến theo năm.Ta lấy t = 10 năm

 : là hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất Ta lấy  = 0,05

Áp dụng số ta được :

S(t) = Stt (1 +  = 30508,42.(1 + 0,05.10) = 45762,63 (kVA) t.)

P(t) = Ptt (1 +  = 22478,423.(1 + 0,05.10) = 33717,634 (kW) t.)

Utt4,34 120,016.33717,634 101,92 (kV)

Ta chọn cấp điện áp vận hành cho mạng cao áp của khu công nghiệp là Udm = 110 (kV)

III.Đề xuất các phương án sơ đồ cung cấp điện

1.Xác định tâm phụ tải của khu công nghiệp

- Tâm phụ tải điện là điểm thõa mãn điều kiện mômen phụ tải :



n 1 i i

iL

P min

Trang 35

- Trong đó : Pi và Li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

- Trên sơ đồ mặt bằng khu công nghiệp vẽ một hệ toạ độ Oxyz có vị trí toạ độ trọng tâm của các nhà máy là (xi,yi,zi) ta xác định được vị trí tối ưu M0(x0,y0,z0)

- Tâm phụ tải điện là trọng tâm của một khối vật thể và toạ độ của nó được tính theo công thức sau:

i i

n 1

i i iS

x

S ; y0 =





 n 1

i i

n 1

i i iS

y

S ; z0 =





 n 1

i i

n 1

i i iS

z.S

Trong đó :

x0 ; y0 ; z0 : Toạ độ của tâm phụ tải điện

xi ; yi ; zi : Toạ độ của phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn

Si : Công suất của phụ tải thứ i

- Trong thực tế cao độ z thường không cần phải quan tâm Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất

để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực…

-Theo kết quả tính toán ở trên ta có :

[kVA]

X[mm] Y[mm] Stti.Xi Stti.Yi

1 CTPT ôtô và xe máy 2658,12 14 78 37213,4 207331,8

4 Chế tạo máy công cụ 2705,54 97 16 262437,4 43288,64

97,3866151

= 92,01 (mm) ; y0 =

95,42020

15,1999033

= 47,57(mm)

Tâm phụ tải của khu công nghiệp M(92,01 ; 47,57)

2.Đề suất các phương án sơ đồ cung cấp điện

Vì các nhà máy trong khu công nghiệp đều thuộc hộ loại I và khu công nghiệp có không gian rộng nên ta dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạm biến áp trung tâm

(TBATT) của khu công nghiệp đến các trạm nguồn của các nhà máy nằm trong khu công nghiệp.(ở đây ta giả sử chúng đặt tại tâm của các nhà máy).Trạm TBATT có nhiệm vụ biến

Trang 36

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp đổi từ điện áp 110 kV lấy từ hệ thống xuống điện áp cấp trung áp để cung cấp cho các trạm nguồn của các nhà máy nằm trong khu công nghiệp

Do tính chất quan trọng của các nhà máy trong khu công nghiệp nên ở mạng cao áp của khu công nghiệp ta sử dụng sơ đồ hình tia , lộ kép.Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng , các trạm nguồn của các nhà máy được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau , độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao , dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ , tự động hoá và dễ vận hành

*Căn cứ vào vị trí của các nhà máy trong khu công nghiệp và trạm BATT trên mặt bằng , ta

đề ra 2 phương án đi dây như sau :

Phương án 1:

d©y 1I

¬ng ¸n ®h-

P

2 22396

6 5000

4 2705,54

Trang 37

Phương án 2:

d©y 2 I

¬ng ¸n ®h-

P

2 22396

6 5000

4 2705,54

-Phương án với cấp điện áp trung áp là 35kV

Vậy tổng kết lại ta sẽ có tất cả là 6 phương án cung cấp điện cho mạng cao áp của khu công nghiệp

IV.Sơ bộ lựa chọn các thiết bị điện

1.Chọn công suất của trạm biến áp trung tâm (TBATT) của khu công nghiệp

Vì các nhà máy trong khu công nghiệp đều được xếp vào hộ loại I nên trạm biến áp trung tâm phải đặt 2 máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện :

n.SdmB  SttKCN(t)= 45762,63 kVA

n

)t(SttKCN =

2

63,45762

= 22881,315 kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có Sđm = 25000 kVA

Trang 38

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các nhà máy trong khu công nghiệp đều là hộ loại I nên có công suất tính toán sự cố là Sttsc = SttKCN Vậy ta có công thức kiểm tra như sau:

(n-1).khc.kqt.SdmB  Sttsc

Trong đó :

- n : là số lượng máy biến áp trong trạm,n = 2

- khc : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường , ta chọn loại máy biến áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ , khc = 1

- kqt : là hệ số quá tải sự cố , kqt = 1,4 Nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải  0,93

k)

1n(

Sqt

ttsc

 = (2 1).1,4

63,45762

 = 32687,59 kVA Vậy tại TBATT ta sẽ đặt 2 máy biến áp 3 pha hai cuộn dây có điều áp dưới tải do

Siemens chế tạo cho cả 3 cấp điện áp trung áp 35kV, 22kV, 10kV chế tạo theo đơn đặt hàng

với thông số như sau:

Bảng II.1: Thông số của máy biến áp trung tâm

Nhà sản xuất Sdm

[kVA] Uc/Uh [kV]

P0 [kW]

Pn [kW]

Un [%]

Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện tiến hành có chú ý đến : các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật ; khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát nóng trong các điều kiện sau sự cố ; độ bền cơ của các đường dây trên không; các điều kiện tạo thành vầng quang điện

Tiết diện dây dẫn của mạng điện cần phải chọn như thế nào để chúng phù hợp với quan

hệ tối ưu giữa chi phí đầu tư xây dựng đường dây và chi phí về tổn thất điện năng Khi tăng tiết diện dây dẫn , chi phí đầu tư sẽ tăng , nhưng chi phí về tổn thất điện năng sẽ giảm.Xác định quan hệ tối ưu này là vấn đề khá phức tạp và trở thành bài toán tìm tiết diện dây dẫn tương ứng với các chi phí quy đổi nhỏ nhất.Nhưng trong thực tế người ta thường dùng giải

Trang 39

pháp đơn giản hơn để xác định tiết diện dây dẫn.Đó là phương pháp chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện :

J

IFkt

m

kt ; (mm2) Trong đó:

Im-Dòng điện tính toán chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải lớn nhất, A Jkt - mật độ kinh tế của dòng điện đối với các điều kiện làm việc đã cho của đường dây,A/mm2

Do các nhà máy trong khu công nghiệp đều là các phụ tải loại I nên các đường dây cung cấp điện cho nó đều là các đường dây lộ kép.Và trong một số trường hợp ta có thể dùng nhiều lộ đường dây.Ta có

U.3.n

)t(SI

.Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này

Sau khi chọn sơ bộ được tiết diện dây dẫn thì ta cần phải kiểm tra lại các điều kiện sau:

1 Isc  Icp

2 ΔUbt ≤ ΔUbtcp

3 ΔUsc ≤ ΔUsccp Trong đó :

Isc - dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

Icp _- Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

ΔUbt - Tổn thất điện áp của đường dây trong trường hợp làm việc bình thường ΔUbtcp - Tổn thất điện áp cho phép khi đường dây làm việc bình thường

ΔUsc - Tổn thất điện áp của tuyến đường dây khi xảy ra sự cố nguy hiểm nhất ΔUsccp - Tổn thất điện áp cho phép khi sự cố

Với lưới U ≤ 110 kV thì ΔUbtcp = 10%Udm