Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Dương Ngọc Linh

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN "Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp" Giáo viên hướng dẫn: T.S PHẠM MẠNH HẢI Sinh viên thực hiện: Dương Ngọc Linh - D7DCN2 Đại Học Điện Lực, Tp HN Tháng 10 năm 2014 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Mục lục Tính tốn phụ tải điện 1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng 1.2 Tính tốn phụ tải động lực 1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị 1.2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm phụ tải động lực: 1.3 Phụ tải tính tốn tổng hợp 9 10 10 13 17 Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng 2.1.1 Xác định tâm nhóm phụ tải phân xưởng 2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng 2.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp 2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp 2.2.2 Chọn công suất máy biến áp 2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng 2.2.4 Chọn dây dẫn tới trạm biến áp xưởng 2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng 2.3.2 Chọn tủ phân phối tủ động lực 2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nói điện tối ưu 19 19 19 23 24 24 24 25 25 27 27 31 38 Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện 3.1 Chọn thiết bị bảo vệ 3.1.1 Chọn dao cách ly 3.1.2 Chọn máy cắt phụ tải 3.1.3 Thanh góp hạ áp TBA 3.1.4 Chọn Aptomat bảo vệ TBA 3.2 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp mạng điện 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay 3.2.2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra thiết bị dây cáp chọn 3.3 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp mạng điện kiểm tra 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay 3.3.2 Các thông số sơ đồ thay 3.3.3 Tính tốn ngắn mạch, kiểm tra thiết bị dây cáp chọn 3.4 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất 3.4.1 Khái quát 49 49 49 49 50 50 51 51 53 54 54 55 56 60 60 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 3.4.2 3.4.3 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Tiến hành bù công suất phản kháng 61 Đánh giá hiệu quả, tính tốn kinh tế bù cơng suất phản kháng 63 Đồ án Cung Cấp Điện SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Lời nói đầu Cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Điện nguồn lượng sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Nhu cầu điện ngày tăng Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an toàn việc sử dụng trang bị kiến thức hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu thiết yếu người sinh hoạt sản xuất, cung cấp điện cho cá khu vực kinh tế trọng điểm, khu chế xuất, xí nghiệp nhà máy cần thiết Do đó, việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho ngành nghề cụ thể cần đem lại hiệu thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu tương lai Trong số “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất cơng nghiệp” đề tài có tính thiết thực cao Nếu giải vấn đề góp phần khơng nhỏ cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Đồ án mơn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” giúp cho sinh viên nghành điện công nghiệp làm quen với hệ thống cung cấp điện Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức học để nghiên cứu thực nhiệm vụ tương đối toàn diện lĩnh vực sản xuất, truyền tải phân phối điện Với giúp đỡ nhiệt tình thầy TS.Phạm Mạnh Hải thầy cô trường đến đồ án mơn học em hồn thành Em kính mong đóng góp ý kiến thầy cô khoa, nhà trường để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Đề 42A "Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp" A Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng với số liệu cho bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I 70% Hao tổn điện áp cho phép mạng điện hạ áp Ucp = 3,5% Hệ số công suất cần nâng lên cos ϕ = 0, Hệ số chiết khấu i = 12% Công suất ngắn mạch điểm đấu điện Sk = MVA Thời gian tồn dòng ngắn mạch tk = 2,5s Giá thành tổn thất điện c = 1500 đ/kWh, suất thiệt hại điện gth = 8000 đ/kWh Đơn giá tụ bù 110.103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư, suất tổn thất tụ Pb = 0,0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g = 1250 đ/kWh Điện áp phân phối lưới 22kV Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4500h Chiều cao phân xưởng h = 4,7m Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L = 150m Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Số hiệu Tên thiếp bị sơ đồ Hệ số Cos ϕ ksd Công suất đặt P (kW) 1; 7; 10; 20; 31 Quạt gió 0,35 0,67 3; 4; 5,5 ;7,5 ;7,5 2; Máy biến áp hàn; = 0,65 0,32 0,58 6; 12 4; 19; 27 Cần cẩu 10T; = 0,4 0,23 0,65 18; 20; 30 5; Máy khoan đứng 0,26 0,66 2,8; 7,5 6; 25; 29 Máy mài 0,42 0,62 1,5; 2,2; 5,5 9; 15 Máy tiện ren 0,30 0,58 2,2; 7,5 Đồ án Cung Cấp Điện SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 11; 16 Máy bào dọc 0,41 0,63 12; 18 12; 13; 14 Máy tiện ren 0,45 0,67 5,5; 8,5; 10 17 Cửa khí 0,37 0,70 2,8 18; 28 Quạt gió 0,45 0,83 10; 21; 22; 23; 24 Bàn lắp ráp thử nghiệm 0,53 0,69 10; 12; 15; 17 26; 30 Máy ép quay 0,54 4; 7,5 0,35 Hình 1: Sơ đồ mặt phân xưởng khí Đồ án Cung Cấp Điện SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI B Thuyết minh Tính tốn phụ tải điện • Phụ tải chiếu sáng • Phụ tải động lực • Phụ tải tổng hợp Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng • Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng • Chọn cơng suất số lượng máy biến áp • Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh phương án) Lựa chọn kiểm tra sơ đồ nối điện • Chọn dây dẫn mạng động lực • Tính tốn ngắn mạch • Chọn thiết bị bảo vệ Tính tốn chế độ mạng điện • Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp • Xác định hao tổn cơng suẩt • Xác định hao tổn điện Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số cơng suất • Xác định dung lượng bù cần thiết • Lựa chọn vị trí đặt tụ bù • Đánh giá hiệu bù cơng suất phản kháng • Phân tích kinh tế tài bù cơng suất phản kháng 8C Bản vẽ • Sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng với bố trí tủ phân phối, thiết bị • Sơ đồ ngun lí mạng điện có rõ mã hiệu tham số thiết bị chọn • Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp • Sơ đồ nối điện • Bảng số liệu tính tốn mạng điện Đồ án Cung Cấp Điện SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 3.2.2 Tính tốn ngắn mạch, kiểm tra thiết bị dây cáp chọn 3.2.2.1 Tính tốn ngắn mạch N Ta có: R = RD1 = 0, 0393(Ω) X = Xnguồn + XD1 = 266, + 0, 012 = 266, 81(Ω) Z= √ R2 + X = 0, 03932 + 266, 812 = 266, 81(Ω) Uđm 22 Nên dòng ngắn mạch IN = √ =√ = 0,047(kA) 3.Z 3.266, 81 √ Dòng điện xung kích Ixk = 2.kxk IN (A) Trong mạng điện cao áp kxk = 1,8 thay số vào ta có: IxkN = 3.2.2.2 √ 2.1, 8.0, 047 = 0, 121(kA) Kiểm tra thiết bị dây cáp chọn Kiểm tra dây cáp Nguồn – TBA Cáp chọn kiểm tra điều kiện phát nóng ta kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dây cáp thỏa mãn khi: √ I tk Fmin = k C t Fnguồn-tba = 35(mm2 ) Với: - Ik : giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị (A) - tk : thời gian tồn dòng ngắn mạch, theo đề tk = 2, 5(s) - Ct : hệ số đặc trưng dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện cho bảng 7.2.17 Với dây cáp đồng có Ct = 159 Tra phụ lục A - bảng Bài tập trang 457 Trang 234 giáo trình Cung Cấp Điện Trần Quang Khánh Đồ án Cung Cấp Điện 53 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 ⇒ Fmin = √ 0,047.103 2,5 = 159 0, 47(mm2 ) GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 35(mm2 ) Vậy dây cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt Kiểm tra góp hạ áp trạm biến áp Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện: Fmin = √ Ik tk Ct (mm ) Fthanh góp = 200(mm2 ) Trong đó: - Ct : hệ số đặc trưng dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện8 Với dẫn đồng có Ct = 171 ⇒ Fmin √ 0,047.103 2,5 = 171 0, 43(mm2 ) 200(mm2 ) (thỏa mãn) Kiểm tra dao cách ly PBP-24/8000 Dịng điện ngắn mạch xung kích cho phép: IxkDCL = 300 (kA) IxkN = 0, 121(kA) (thỏa mãn) 3.3 3.3.1 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp mạng điện kiểm tra Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay Xét cho đoạn đường dây HT – TĐL4 Hình 3.3: Sơ đồ ngun lý phía hạ áp mạng điện Tra bảng 7.2.1 trang 234 giá trình Cung Cấp Điện Trần Quang Khánh Đồ án Cung Cấp Điện 54 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Hình 3.4: Sơ đồ thay phía hạ áp mạng điện 3.3.2 Các thông số sơ đồ thay Thơng số Nguồn quy phía hạ áp: 0,382 Xnguồn H = Xnguồn C kM BA = 266,81 222 = 0, 0796(Ω) Thông số đường dây Nguồn – TBA quy phía hạ áp: 0,382 RD1.H = RD1.C kM BA = 0,0393 222 = 1, 17.10−5 (Ω) 0,382 XD1.H = XD1.C kM BA = 0,012 222 = 3, 58.10−6 (Ω) Thơng số TBA: Trạm có MBA, máy có: Sđm = 160(kV A); P0 = 0, 445(kW ); PN = 2, 15(kW ); 4% Rtba = Xtba = PN Uđm 2, 15.222 0,382 kM BA = 10 = 8, 32.10−3 (Ω) 2.Sđm 1602 22 4.222 0,382 UN %.Uđm2 = 10 = 1, 81.10−2 (Ω) 2.100.Sđm kM BA 1602 22 2 Rtba + Xtba = ⇒ Ztba = 8, 322 + 1, 812 = 8, 51.10−3 (Ω) Thơng số đường dây phía hạ áp: - Dây D2 XLPE.500 có: r0 = 0, 04(Ω/km), x0 = 0, 053(Ω/km), LD1 = 0, 00145 (km) RD2 = r0 LD2 0,00145 = 0, 04 = 2, 9.10−5 (Ω) 2 XD2 = x0 LD2 0,00145 = 0, 053 = 3, 84.10−5 (Ω) 2 Đồ án Cung Cấp Điện 55 UN % = SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI - Dây D3 XLPE.25 có: r0 = 1, 15(Ω/km), x0 = 0, 101(Ω/km), LD2 = 0,04473 (km) RD3 = r0 LD3 = 1, 15.0, 04473 = 0, 05(Ω) XD3 = x0 LD3 = 0, 101.0, 04473 = 5.10−3 (Ω) 3.3.3 Tính tốn ngắn mạch, kiểm tra thiết bị dây cáp chọn 3.3.3.1 Tính ngắn mạch, kiểm tra thiết bị N1 Tính tốn ngắn mạch R1 = Rtba = 8, 32.10−3 (Ω) X1 = Xnguồn H + Xtba = 0, 0796 + 1, 81.10−2 = 0, 098(Ω) 0,098 Với X1 = 8,32.10−3 = 11,7 ⇒ kxk =1,93 R1 Z= 2 R1 + X1 = (8, 32.10−3 )2 + (0, 098)2 = 0, 098(Ω) 0,38 U Nên IN = √ đm = √ 3.Z IxkN = √ 3.0,098 = 2,24(kA) 2.1, 93.2, 24 = 6, 11(kA) Kiểm tra góp hạ áp TBA (40 x 5) mm - Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện: √ Ik tk Fmin = C (mm2 ) t Thay số vào ta có Fmin = √ 2,24.103 2,5 171 Fthanh góp = 200(mm2 ) = 20, 71 200(mm2 ) (thỏa mãn) Phụ lục A – Bảng phụ lục trang 457.Bài Tập Đồ án Cung Cấp Điện 56 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Kiểm tra Aptomat loại SA603-H Aptomat có Icat = 85(kA) 3.3.3.2 IN (Thỏa mãn) Tính ngắn mạch, kiểm tra thiết bị N2 Tính ngắn mạch N2 R2 = Rtba + RD2 = 8, 32.10−3 + 2, 9.10−5 = 8, 35.10−3 (Ω) X2 = Xnguồn H + Xtba + RD2 = 0, 098 + 3, 84.10−5 = 0, 098(Ω) Z= 2 R2 + X2 = (8, 35.10−3 )2 + 0, 0982 = 0, 0984(Ω) 0,38 U Nên IN = √ dm = √ 3.Z Với X2 R2 3.0,0984 = 2,23 (kA) 0,098 = 8,35.10−3 = 11,74 ⇒ kxk = 1, 93 10 ⇒ Ixk = √ 2.1, 93.2, 23 = 6, 1(kA) Kiểm tra góp TPP (40 x 5) mm - Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện: √ Ik tk Fthanh góp = 200(mm2 ) Ct (mm ) √ 2,23.103 2,5 Thay số vào ta có Fmin = = 20, 62 200(mm2 ) (thỏa mãn) 171 Fmin = Kiểm tra Aptomat loại SA603-H Aptomat có Icat = 85(kA) IN (Thỏa mãn) Kiểm tra dây cáp XLPE.500 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dây cáp thỏa mãn khi: 10 Phụ lục A – Bảng trang 457 sách tập Đồ án Cung Cấp Điện 57 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Thay số vào ta có ⇒ 3.3.3.3 √ Ik tk Fmin = C t √ 2,23.103 2,5 Fmin = 159 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI F = 500 (mm2 ) = 22,18 (mm2 ) 500 (mm2 ) Tính ngắn mạch, kiểm tra thiết bị N3 Tính ngắn mạch N3 R3 = Rtba + RD2 + RD3 = 8, 35.10−3 + 0, 05 = 0, 058(Ω) X3 = Xnguồn H + Xtba + RD2 = 0, 098 + 5.10−3 = 0, 1(Ω) Z= 2 R3 + X3 = 0, 0582 + 0, 12 = 0, 12(Ω) 0,38 U Nên IN = √ đm = √ 3.Z 3.0,12 = 1,9(kA) 0,1 Với X3 = 0,058 = 1,72 ⇒ kxk = 1, 11 R3 ⇒ Ixk = √ 2.1, 2.1, = 3, 4(kA) Kiểm tra góp TĐL (25 x 3) mm - Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện: √ I t Fmin = k C k (mm2 ) t √ 2.103 2,5 Thay số Fmin = 171 = 18, Fthanh góp = 75(mm2 ) 75(mm2 ) (thỏa mãn) Kiểm tra Aptomat loại SA403-H Aptomat có Icắt = 85(kA) IN (Thỏa mãn) Kiểm tra dây cáp XLPE.25 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dây cáp thỏa mãn khi: 11 Phụ lục A – Bảng phụ lục Bài Tập trang 457 Đồ án Cung Cấp Điện 58 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Fmin = Thay số vào ta có ⇒ Fmin = GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI √ Ik tk Ct √ 2.103 2,5 = 159 F = 25 (mm2 ) 22, 18(mm2 ) 25(mm2 ) Ta có bảng kết tính tốn: Bảng 3.5: Kết tính tốn Ngắn Mạch Đoạn dây X2 (m) LD2 (Ω) RD3 (Ω) XD3 (Ω) R3 (Ω) X3 (Ω) Nguồn - TĐL1 0,00835 0,098 0,0085 0,0033 0,0007 0,012 0,011 0,11 2,2 Nguồn - TĐL2 0,00835 0,098 0,0191 0,001 0,003 0,009 0,102 0,102 2,18 Nguồn - TĐL3 0,00835 0,098 0,0358 0,066 0,004 0,074 0,13 0,156 1,4 Nguồn - TĐL4 3.3.3.4 R2 (Ω) 0,00835 0,098 0,0447 0,05 0,05 0,058 0,14 0,12 1,9 Z3 (Ω) IN (kA) Kiểm tra thiết bị dây cáp đoạn đường dây đến TĐL Kiểm tra đoạn có dịng lớn nhất: Nguồn – TĐL1 U Từ bảng có kết IN = √ dm = 2,2(kA) 3.Z 0,099 Với X3 = 0,011 = ⇒ kxk = 1, 12 R3 ⇒ Ixk = √ 2.1, 8.2, = 5, 1(kA) Kiểm tra góp TĐL (25 x 3) mm - Kiểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện: √ I t Fmin = k C k (mm2 ) t Thay số ta có Fmin = √ 2,2.103 2,5 171 = 20, 34 Fthanh góp = 75(mm2 ) 75(mm2 ) (thỏa mãn) Kiểm tra Aptomat loại SA403-H Aptomat có Icắt = 85(kA) 12 IN = 2, 2(mm2 ) (Thỏa mãn) Phụ lục A – Bảng sách Bài tập trang 457 Đồ án Cung Cấp Điện 59 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Kiểm tra dây cáp XLPE.50 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dây cáp thỏa mãn khi: √ I tk Fmin = k C t Thay số vào ta có ⇒ Fmin = 3.4 √ 2,2.103 2,5 = 159 F = 50 (mm2 ) 21, 9(mm2 ) 50(mm2 )(thỏa mãn) Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất 3.4.1 Khái quát 3.4.1.1 Ý nghĩa việc chọn bù công suất phản kháng Hệ số công suất cos ϕ tiêu để đánh giá phân xưởng dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cos ϕ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành hoăc nhiệt thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Truyền tải lượng cơng suất phản kháng qua dây dẫn máy biến áp gây tổn thất điện áp, tổn thất điện lớn làm giảm khả truyền tải phần tử mạng điện Tổn thất điện áp, tổn thất điện tăng lượng công suất phản kháng truyền qua dây dẫn máy biến áp tăng Do để có lợi kinh tế kỹ thuật lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cos ϕ làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện Việc bù công suất phản kháng đưa lại hiệu nâng cao hệ số cos ϕ, việc nâng cao hệ số cos ϕ đưa đến hiệu quả: + Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện + Giảm tổn thất điện áp mạng điện + Nâng cao khả truyền tải lượng điện mạng Đồ án Cung Cấp Điện 60 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI + Tăng khả phát máy phát điện 3.4.1.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng Các biện pháp tự nhiên: Dựa việc sử dụng hợp lý thiết bị sẵn có hợp lý hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lý Biện pháp nhân tạo: Dùng thiết bị có khả sinh cơng suất phản kháng cách đặt thiết bị bù tụ bù tĩnh 3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng 3.4.2.1 Xác định dung lượng bù Phần tính tốn Chương II ta xác định hệ số công suất trung bình tồn phân xưởng cos ϕ = 0,69 Hệ số cos ϕ tối thiểu nhà nước quy định phân xưởng 0,855 ÷ 0,95, ta phải bù công suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số cos ϕ Theo yêu cầu thiết kế phân xưởng ta phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cos ϕ đến 0,9 3.4.2.2 Chọn thiết bị bù vị trí bù Vị trí đặt thiết bị bù Về nguyên tắc để có lợi mặt giảm tổn thất điện áp, tổn thất điện cho đối tượng dùng điện đặt phân tán tụ bù cho động điện, nhiên đặt phân tán khơng có lợi vốn đầu tư, lắp đặt quản lý vận hành.Vì việc đặt thiết bị bù tập trung hay phân tán tùy thuộc vào cấu trúc hệ thống cung cấp điện đối tượng, theo kinh nghiệm ta đặt thiết bị bù phía hạ áp trạm biến áp phân xưởng tủ phân phối tủ động lực Ta chọn vị trí đặt tụ bù vị trí tủ động lực phân xưởng, ta coi giá tiền đơn vị (đ/kVAr) thiết bị bù hạ áp lớn không đáng kể so với giá tiền đơn vị (đ/kVA) tổn thất điện qua máy biến áp Đồ án Cung Cấp Điện 61 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Chọn thiết bị bù Ta lựa chọn thiết bị bù tụ điện tĩnh Nó có ưu điểm giá đầu tư đơn vị công suất bù không phụ thuộc vào dung lượng tụ bù nên thuận tiện cho việc chia nhỏ thành nhóm đặt gần phụ tải Mặt khác tụ điện tĩnh tiêu thụ cơng suất tác dụng từ 0,003 ÷ 0,005 (kW) vận hành đơn giản, cố 3.4.2.3 Tính tốn phân phối dung lượng bù: Tính tốn bù TĐL cosϕN = 0, 67 ⇒ tanϕN = 1,114 QbN = PttN (tanϕ1.N − tanϕ2.N ) = 26.2.(1,114 - 0,484) = 12,68 (kVAr) Vậy ta chọn tụ bù RMC-445150KT SamWha sản suất có thông số kĩ thuật: Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật tụ RMC-445150KT Tụ bù Udm (kV) Qdm (kVAr) Đơn giá (.103 đ/bộ) RMC-445150KT 0,44 15 648 Vốn đầu tư cho tụ bù: Với v0 = 110.103 (đ/KVAr) 13 V = v0 Qđm bù1 = 110.103 12, 68 = 1394, 93.103 (đ) Tính tốn bù tương tự TĐL khác, ta có kết Bảng 3.7: Kết tính tốn phân phối dung lượng bù Vị Trí đặt Ptt (kW) tụ bù cos ϕ1 tan ϕ1 tan ϕ2 Qb (kVAr) Qsaub (kVAr) V (.103 đ) TĐL-1 26,20 0,67 1,11 0,484 16,50 12,68 1814,77 TĐL-2 27,25 0,65 1,17 0,484 18,78 13,19 2065,50 TĐL-3 38,61 0,65 1,17 0,484 26,49 18,69 2913,95 TĐL-4 36,84 0,67 1,09 0,484 22,50 17,83 2474,81 TĐL-5 31,21 0,67 1,10 0,484 19,33 15,10 2125,83 Tổng 13 160,12 103,59 77,50 11394,86 Tham khảo thông tin http://webdien.com/d/archive/index.php/t-7513.html Đồ án Cung Cấp Điện 62 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI Bảng 3.8: Chọn tụ bù cho TĐL Vị Trí đặt tụ bù Loại tụ bù Udm (V) Q Đơn giá (kVAr) (103 đ) Số lượng (bộ) TĐL-1 RMC-445200KT 440 20 804 TĐL-2 RMC-445200KT 440 20 804 TĐL-3 RMC-445300KT 440 30 1206 TĐL-4 RMC-445250KT 440 25 1005 TĐL-5 RMC-445200KT 440 20 804 Sau bù ta có: Bảng 3.9: Thơng số xưởng sau bù Vị Trí đặt Ptt (kW) tụ bù cos ϕ1 tan ϕ1 Q Qsaub (kVAr) (kVAr) Cos ϕsaub TĐL-1 26,20 0,67 1,11 29,18 9,18 0,94 TĐL-2 27,25 0,65 1,17 31,97 11,97 0,92 TĐL-3 38,61 0,65 1,17 45,18 15,18 0,93 TĐL-4 36,84 0,67 1,09 40,33 15,33 0,92 TĐL-5 31,21 0,67 1,10 34,43 14,43 0,91 Tổng cosϕdl = 160,12 Pttđli cosϕđli Pttđl ⇒ 26,2.0,94+27,25.0,92+38,61.0,93+36,84.0,92+31,21.0,91 160,12 Ptti cosϕi 160,12.0,924+12,96.1 cosϕpx = = ≈ 0, 928 Pttpx 173,08 = ≈ 0, 924 3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính tốn kinh tế bù cơng suất phản kháng 3.4.3.1 Tính tốn cho Nhóm • Cơng suất biểu kiến nhóm sau bù: SN = PN + jQN = 26, + j9, 18 (kVA) • Tổn thất điện đoạn TPP – TĐL1 là: P +Q2 26,22 +9,182 7,848 L 0,73 2886, 21.10−6 = 44,13(kWh) AT P P −T DL1 = N N r0 τ = 0,382 Udm Đồ án Cung Cấp Điện 63 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI • Tổn thất điện trước bù bằng: 87,55(kWh) Số tiền tiết kiệm giảm tổn thất điện đường dây bằng: CN = (87, 55 − 44, 13).1500 = 65130 (đ) • Tổn thất điện tụ bù: Atb.N = Qbù N1 Pb τ = 6.0,0025.2886,21 = 43,29 (kWh) • Vốn đầu tư tụ bù nhóm 1: Vtb bù N2 = 804.103 (đ) • Chi phí quy đổi: 1 Zbù N2 = ( +avh ).Vtb bù N2 + Atb.N C = ( +0, 02).804.103 +43, 29.1500 = 182 (103 đ) Ttc 3.4.3.2 Tính tốn cho nhóm khác Tương tự tính tốn cho nhóm ta có kết bảng sau: Bảng 3.10: Tính tốn bù cho phụ tải Ptt (kW) Q (kVAr) TPP-TĐL1 26,20 9,18 Nhánh L (m) r0 (ω/km) ∆Atrcb (kWh) ∆Asaub (kWh) ∆C (103 đ) ∆At Vt (kWh) (103 đ) Zb (103 đ) 7,85 0,73 87,55 44,13 65,14 39,74 804 181,72 TPP-TDL2 27,25 11,97 14,62 0,73 187,49 94,52 139,45 51,81 804 256,03 TPP-TDL3 38,61 15,18 28,47 0,39 391,58 191,06 300,78 65,72 1206 475,65 TPP-TDL4 36,84 15,33 38,29 0,39 451,20 237,63 320,36 66,37 1005 466,08 TPP-TDL5 31,21 14,43 31,92 0,73 1010,61 275,25 1103,04 62,47 804 1219,62 3.4.3.3 Tính tốn cho đoạn TBA – TPP Ta có: Pttpx = 173,08 (kW); cos ϕ = 0, ⇒ Qttpx = Pttpx tanϕ = 69,49 (kVAr) • Cơng suất biểu kiến phân xưởng sau bù: Spx = Ppx + jQpx = 173, 08 + j69, 49 (kVA) • Tổn thất điện đoạn TBA – TPP sau bù là: 2 Pttpx +Q2 ttpx AT BA−T P P = r0 L τ = 173,08 +69,49 0,1 2,71 2886, 21.10−6= 94,21(kWh) 2 2 U 0,38 • Tổn thất điện trước bù 168,23 kWh Số tiền tiết kiệm giảm tổn thất điện đường dây bằng: Đồ án Cung Cấp Điện 64 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI CT BA−T P P = (168,23 - 94,21).1500 = 111030 (đ) 3.4.3.4 Tính tốn cho đoạn nguồn – TBA • Tổn thất điện đoạn nguồn – TBA sau bù là: Anguồn–TBA = Pttpx +Q2 ttpx Uđm 173,082 +69,492 L r0 τ = 0,524 150 2886, 21.10−6= 8,15(kWh) 222 • Tổn thất điện trước bù 14,56 (kWh) Số tiền tiết kiệm giảm tổn thất điện đường dây bằng: CT BA−T P P = (14,56 - 8,15).1500 = 9615 (đ) • Tổng số tiền tiết kiệm giảm tổn thất điện năm: C = (9615 + 111030) + (65,14 +139,45 + 300,78 + 320,36 + 1103,04).103 = 946375(đ) Đồ án Cung Cấp Điện 65 SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI 66 Tài liệu tham khảo [1] Trần Quang Khánh Giáo trình hệ thống cung cấp điện Nxb Khoa học kỹ thuật 2014 [2] Trần Quang Khánh Bài tập cung cấp điện Nxb Khoa học kỹ thuật [3] Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV Nxb Khoa học kỹ thuật [4] Trần Quang Khánh Bài tập cung cấp điện Nxb Khoa học kỹ thuật [5] Bảng giá thiết bị đóng cắt Siemens 2013 [6] Bảng giá máy biến áp ABB 2013 (http://qstar.vn/bang-gia/39/224/may-bien-apabb) 67 ... môn học ? ?Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp? ?? giúp cho sinh viên nghành điện công nghiệp làm quen với hệ thống cung cấp điện Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên... Dương Ngọc Linh -D7DCN2 Đồ án Cung Cấp Điện GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI SVTH: Dương Ngọc Linh -D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Đề 42A "Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng. .. xưởng sản xuất công nghiệp" A Dữ kiện Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng với số liệu cho bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I 70% Hao tổn điện áp cho phép