Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các dữ kiện cho trong bảng. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L, m. Cấp điện áp truyền tải là 110 KV. Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM, h. Phụ tải loại I và loại II chiếm kIII, %. Giá thành tổn thất điện năng c_∆= 1500 đkWh, suất thiệt hại do mất điện g¬th = 10000 đkWh, hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ∆U_cp = 5%. Các số liệu khác lấy trong phục lục và các sổ tay thiết kế điện.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

MÔN: ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: T.S Phạm Mạnh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Thái

Lớp: D7DCN2

Trang 2

Thiết kế cung cấp điện

2B

“Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”

Sinh viên : Nguyễn Duy Thái

Thời gian thực hiên :

A Dữ kiện :

Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng

với các dữ kiện cho trong bảng Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk MVA,khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L, m Cấp điện áp truyền tải là 110

KV Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM, h Phụ tải loại I và loại II chiếm

kI&II, % Giá thành tổn thất điện năng = 1500 đ/kWh, suất thiệt hại do mất điện gth =

10000 đ/kWh, hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện)

là = 5% Các số liệu khác lấy trong phục lục và các sổ tay thiết kế điện

Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp (nhà máy) :

Sk MVA kI&II, % TM, h L, m Hướng tới của nguồn

Tổngcôngsuất đặtkW

Hệ sốnhu cầu,

knc

Hệ sốcôngsuất,

12 Kho vật liệu clorur ( bột

tẩy trắng)

Trang 3

13 Xưởng năng lượng 30 350 0,43 0,72

1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng

• Xác định phụ tải động lực của phân xưởng

• Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng

• Tổng hợp phụ tải cảu mỗi phân xưởng

2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác

3 Tính toán hệ số bù công suất

• Tính toán hệ số bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giátrị

• Đánh giá hiệu quả bù

4 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trênmặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r

II Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy.

1 Chọn cấp điện áp phân phối

2 Xác địnhvị trí của trạm biến áp (hoặc trạm phân phối trung tâm – TPPTT)

3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và cáctrạm biến áp phân xưởng

4 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy hoặc (TPPTT)

Trang 4

5 Lựa chọ sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến các phânxưởng (so sánh ít nhất 2 phương án).

III Tính toán điện.

1 Xác định tổn hao điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

2 Xác định tổn hao công suất

3 Xác định tổn thất điện năng

Bản vẽ :

1 Sơ đồ mặt bàng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải

2 Sơ đồ trạm biến áp

3 Bảng diện tích các phân xưởng và của toàn xí nghiệp

Trang 5

MỤC LỤC

Trang 6

MỞ ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rất lớn đối với bất kỳ lĩnh vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội Cung cấp điện hợp lý và đạt hiệu quả là vô cùng cần thiết Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứu sao cho đạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặc biệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp cũng như các ngành kinh tế khác nói chung

Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu

về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, thẩm mỹ Đồng thời phải đảmbảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc vàphải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữaphải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai

Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, em đã cố

gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất.Trong thời gian thực hiện đềtài, cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sự giúp đỡ hướng

dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy giáo Phạm Mạnh Hải

-người đã trực tiếp giảng dạy môn “ Hệ thống cung cấp điện” và hướng dẫn em thực

hiện đề tài này

Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùngvới sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thànhtốt việc học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 7

Sinh viên thực hiện Nguyễn Duy Thái

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2014

GIÁO VIÊN NHẬN XÉT

Trang 8

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụtải thực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiết độ tương tự nhưphụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo antoàn cho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệthống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tínhtoán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bùcông suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất,

số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệthống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khănnhưng rất quan trọng Bởi vì: nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tảithực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguyhiểm; nếu phụ tải tính toán lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽquá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí

Việc phân loại phụ tải sẽ cho phép lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù hợp,đảm bảo cho các thiết bị làm việc tin cậy và hiệu quả Dưới góc độ tin cậy cung cấpđiện, phụ tải có thể được chia thành ba loại như sau:

Phụ tải loại I: Là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫnđến: Nguy hiểm cho tính mạng con người; Phá hỏng thiết bị đắt tiền; Phá vỡ quytrình công nghệ sản xuất; Gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân; Gây ảnhhưởng không tốt về chính trị, ngoại giao

Phụ tải loại II: Là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến: Thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, phá hỏng thiết bị; Gây hư hỏngsản phẩm; Phá vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số công chúng

Phụ tải loại III: Gồm tất cả các loại phụ tải không thuộc hai loại trên, tức làphụ tải được thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện không đòi hỏi cao lắm

Trang 9

Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay đã có nhiều công trìnhnghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa cóphương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chínhxác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp.

Vì các phân xưởng đã biết công suất đặt và hệ số nhu cầu nên phụ tải tính toán được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng.

Phụ tải chiếu sáng được xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơn vịdiện tích

Công thức tính : Pcs = p0.S

Qcs = Pcs

Trong đó :

+ p0 : suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (12 W /m2)

+ S : diện tích cần được chiếu sáng (m2)

+: hệ số công suất của bóng đèn

Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng : S = a.b = 152.58 = 8816 m2

Suất phụ tải tính toán chung cho toàn phân xưởng , chọn p0 = 12 (W/m2)

Trang 10

Vậy ta được :

Pcs1 = 12.47925.0.001 = 575,1(kW)

Qcs1 = 0 (do dùng bóng sợi đốt)

3 Tính toán phụ tải của các phân xưởng

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng được xác định như sau:

Trong đó:

Pđli: Là phụ tải động lực của phân xưởng

Pcs : Công suất chiếu sáng của phân xưởng

Thay số vào ta được :

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại nhưng các phân xưởng

11, 12, 14, 15 ta thay bóng đèn sợi đốt bằng bóng đèn tuypt và tính tương tự ta

Trang 11

2 Xác định phụ tải tính toán cho toàn xí nghiệp

Công suất tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp :

Trong đó kdt là hệ số đồng thời, lấy = 0,7 (do có n = 15>10)

n : số phân xưởng trong xí nghiệp

Trang 12

3 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất lên giá trị cos = 0,9

Hệ số công suất cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp công nghiệp có hợp lý và tiết kiệm không Hệ số cos nhà máy càng cao thì giảm giá thành sản phẩm

và năng suất kinh tế sẽ cao hơn Vì vậy xí nghiệp cần phấn đấu nâng cao hệ số côngsuất

1 Các biện pháp để nâng cao hệ số công suất

 Nâng cao hệ số công suất tự nhiên

Nâng cao hệ số cosz tự nhiên bằng cách xí nghiệp giảm bớt lượng công suất phảnkháng Q tiêu thụ Cụ thể là :

 Thay đổi và cải thiện quy trình công nghệ để thiết bị làm việc ở chế độ hợp

lý nhất

 Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải

 Thay thế những MBA làm việc non tải bằng nhưng MBA dung lượng lớn

 Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

Với những ưu và nhược điểm trên thì tụ bù thường được sử dụng ở những nhà máy

xí nghiệp vừa và nhỏ, cần lượng bù không lớn lắm

• Máy bù đồng bộ

Máy bù đồng bộ là một loại động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải

Trang 13

 Ưu điểm : là thiết bị rất tốt để điều chỉnh điện áp, nó thường đặt để điềuchỉnh điện áp trong hệ thống và chế tạo gọn nhẹ, điều chỉnh trơn…

 Nhựơc điểm : Lắp giáp vận hành khó khan, đắt, tiêu thụ điện năng lớn, tiếng

ồn lớn

Với những ưu và nhược điểm trên để kinh tế thì máy bù đồng bộ cần đặt ởnhững nơi cần bù tập chung với dung lượng lớn

• Động cơ không đồng bộ Rôto dây quấn được đồng bộ hóa

 Ưu điểm : Có khả năng sinh ra công suất lớn

 Nhược điểm : Tổn thất công suất lớn ,khả năng quá tải kém

Tụ điện có thể đặt ở mạng cao áp hoặc điện áp thấp

Tụ điện áp cao thường đặt tập chung ở thanh cái của trạm trung gian hay trạmphân phối

Tụ điện áp thấp có thể đặt theo các cách là : tập chung ở thanh cái hạ áp củatrạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm ở tủ phân phối động lực, hay đặt riêng lẻtừng thiết bị dùng điện

4 Phân phối dung lượng bù cho sơ đồ mạng hình tia

Bài toán đặt ra trong mạng điện hình tia có n nhánh, tổng số dung lượng bù là

Qbù Phân phối dung lượng bù trên các nhánh sao cho tổn thất công suất tác dụng docông suất phản kháng gây ra la bé nhất để hiệu quả bù đạt yêu cầu

Giả sử dung lượng bù phân phối trên các nhánh lần lượt là Qb1, Qb2,…,Qbn.Công suất phản kháng và điện trở các nhánh lần lượt là Q1, Q2,…,Qn và R1, R2,

…,Rn

Ta có công thức sau :

Trang 14

Trong đó :

Q∑ là tổng công suất phản kháng trước khi bù, kVAr

Rtd là điện trở tương đương của n nhánh mắc song song

góc ứng với hệ số cos1(trước khi bù)

góc ứng với hệ số cos2 muốn đạt được sau khi bù

Hệ số công suất cos 2 do quản lý hệ thống quy định cho hộ tiêu thụ phải đạtđược

6 Xác định dug lượng bù cho toàn nhà máy

Dung lượng bù nhà máy được xác định như sau :

Qbù =α.Pttxn( - ) (kVAr)

Pttxnlà phụ tải tính toán xí nghiệp Pttxn = 3062,864 (kW)

1 góc ứng với hệ số công suất trước khi bù

Trang 15

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống cung cấpđiện xí nghiệp công nghiệp Việc bố trí hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhàmáy, xí nghiệp là một vấn đề quan trọng Để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có cácchỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật đảm bảo chi phí hàng năm là ít nhất, hiệu quả cao Đểxác định được các vị trí đặt biến áp, trạm phân phối chính, các trạm biến áp xínghiệp công nghiệp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy.Biểu đồ nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phânxưởng theo tỷ lệ đã chọn.

Để xác định biểu đồ phụ tải cho toàn nhà máy ta chọn tỉ lệ xích ( m = 5MVA/mm )

Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức :

ri =

Trong đó :

Spxi là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (kVA)

ri là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m)

m là tỷ lệ xích (kVA/cm) hay (kVA/m2), mỗi phân xưởng đều có một biểu đồ phụtải tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng

Các trạm biến áp được đặt gần sát tâm phụ tải điện

Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải

αcs =

Với phân xưởng điện phân :

r1= = = 40,628

αcs = = 217,224

Tính toán tương tự với các xí nghiệp còn lại ta có bảng sau :

Bảng 1.2.Bán kính và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải

Trang 16

Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là: ( Hàng ngang là kí hiệu của cácphân xưởng trên sơ đồ ).

Bảng 1.3 Bảng tọa độ các phân xưởng

342,

5

342, 5

27, 5

22,

5 22,5

157, 5

22,

5 22,5

1 Phân xưởng điện phân 575,1 953,1 1036,591 8,126 217,224

2 Phân xưởng Rơn gen 153,9 611,5 953,933 7,795 90,603

8 Phân xưởng cơ khí – rèn 31,2 267,7 321,407 4,525 41,957

9 Xem dữ liệu phân xưởng 31,2 267,7 374,606 4,885 41,957

12 Kho vật liệu vôi clorua 29,7 42,1 55,402 1,879 253,967

14 Nhà ăn, nhà điều hành 81 147 176,757 3,355 198,36

Trang 17

4 Các phương pháp cung cấp điện cho phân xưởng.

Từ các số liệu tính toán ta thấy quy mô sản xuất của nhà máy là lớn do vậy ta

sẽ dự định đặt 1trạm phân phối trung gian 22kv hoặc 1 trạm biến áp trung gian 22/10 kv để phân phối điện áp cho các máy ba phân xưởng Máy ba phân xưởng ta

dự định đặt một số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán của các phân xưởng Vì đây là nhà máy phân xưởng điện phân do vậy vai trò của nó rất quan trọng trong các lĩnh vực, do đó nó đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cũng rất cao nên mạng điện nối từ trạm biến áp khu vực tới nhà máy ta dùng đường dây trên không và đi lộ kép và để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm

Các trạm biến áp phân xưởng ta dùng loại trạm kề có một mặt tường giáp với tường của phân xưởng

Trạm phân phối trung gian 22 kv hoặc trạm biến áp trung gian đặt tại tâm phụtải của toàn nhà máy

Trang 18

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

1 Chọn cấp điện áp phân phối và phương pháp cung cấp điện cho các phân xưởng

1 Chọn cấp điện áp phân phối

Ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau :

U = 4,34

Trong đó :

 U là điện áp truyền tải kV

 L là khoảng cách tryền tải tính bằng km

 P là công suất truyền tải tính bằng kW

Khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L = 350m = 0,35 km

Xác định điện áp truyền tải từ trạm đến xí nghiệp, thay các giá trị P = 3062,864 kW; L = 0,35 km vào công thức trên ta được :

U = 4,34 = 30,49 kV

Do điện áp nguồn cấp là U = 110 kV nên ta chọn cấp điện áp truyền tải cho

xí nghiệp là Uđm = 110 kV

2 Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng:

 Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:

Đưa đường dây trung áp 22 kv vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến

áp phân xưởng nhờ đưa điện áp cao vào trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm đượcvốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm , giảmđược tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng tuy nhiên nhược điểm của

sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồgiá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhàmáy có phụ tải rất lớn và các phân xưởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ởđây ta không xét đến phương án này

 Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (tbatg).

Nguồn 22 kv từ hệ thống về qua tbatg được hạ xuống điện áp 10 kv để cungcấp cho các trạm biến áp phân xưởng nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạngđiện cao áp trong nhà máy cũng như các tba phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và

độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện song phải đầu tư xây dựng tbatg, giatăng tổn thất cho mạng cao áp Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hộ loại 1nên tbatg phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện:

Trang 19

n.Sđmnba ≥ Sttxn (kVA) n.Sđmmba ≥ (kVA)

 phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (tpptt):

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua tpptt nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nguồn không cao hơn 22 kv , công suất các phân xưởng tương đối lớn

Vậy đối với xí nghiệp này ta chọn phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm

2 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp

1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng:

 Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề

có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

 Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song

về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

 Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư trạm sẽ bị gia tăng

Vậy nên các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau,tuỳ thuộc điều kiện của khí hậu, của nhà máy cũng như kích hước của trạm biến áp.Trạm biến áp có thể đặt trong nhà máy có thể tiết kiệm đất, tánh bụi bặm hoặc hoáchất ăn mòn kim loại Song trạm biến áp cũng xó thể đặt ngoài trời, đỡ gây nguyhiểm cho phân xưởng và người sản xuất

Vị trí đặt MBA phải đảm bảo gần tâm phụ tải, như vậy độ dài mạng phân phốicao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điệnđược đảm bảo tốt hơn

Khi xác định vị trí đặt trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm biến ápcũng nên cân nhắc sao cho các trạm chiếm vị trí nhỏ nhất để đảm bảo mỹ quan,không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cũng như phải thuận tiện cho vận hành, sửachữa Mặt khác cũng nên phải đảm bảo an toàn cho người và thết bị trong quá trìnhvận hành

Trang 20

Xác định tâm phụ tải của phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp.

2 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm nhà máy

Để giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất điện năng hay là đảm bảo

về tiêu chuẩn kinh tế thì trạm phân phối trung tâm nhà máy đặt ở trung tâm phụ tải của toàn nhà máy

Trên mặt bằng nhà máy ta gắn một hệ trục tọa độ xoy ta xác định tâm phụ tảiđiện O(x0,y0) của toàn nhà máy theo công thức

Tọa độ của trạm phân phối trung tâm được xác định theo công thức :

Bảng 2.1

1 Phân xưởng điện phân 1036,591 177,5

342,

5 183994,9 355032,418

2 Phân xưởng Rơn gen 953,933

457, 5

8 Phân xưởng cơ khí - rèn 321,407 590 185 189630,13 59460,295

9 Xem dữ liệu phân xưởng 374,606 590 105 221017,54 39333,63

12 Kho vật liệu vôi clorua 55,402 275 22,5 15235,55 1246,545

13 Xưởng năng lượng 253,177 485 15,5 122790,845 3924,244

14 Nhà ăn, nhà điều hành 176,757 169 22,5 29871,933 3977,033

Trang 21

x(m)

TPPTT 208

355

Hình 2.1: vị trí đặt trạm phân phối trung tâm nhà máy

3 Chọn công suất và số lượng máy máy biến áp

1 Phương pháp chọn máy biến áp

Máy biến áp được lựa chọn theo các tiêu chuẩn sau :

 Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn theo các yêu cầu gần tâm phụ tải, thuậntiện cho việc vận chuyển, lắp đặt vận hành, sửa chữa, an toàn cho người sửdụng và hiệu quả kinh tế

Trang 22

 Số lượng trạm biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấpđiện cho phụ tải của trạm đó.

 Với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thìphải đặt 2 máy biến áp

 Với phụ tải loại 2 như xí nghiệp sản xuất tiêu dùng, khách sạn, siêu thị,…thì phải tiến hành giữa phương án cấp điện bằng một đường đây-một máybiến áp, với phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm hai máy.Trong thực tế những hộ loại này thường dùng phương án lộ đơn - mộtmáy biến áp cộng với máy phát dự phòng

 Với phụ tải loại 3 như phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thôn xóm, khi chung

cư, trường học thì thường đặt môt máy biến áp

 Dung lượng các máy biên áp được chọn theo điều kiện :

n.khc.Sđmmba ≥ Stt

Khi kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp thì:

(n-1).khc.kqt.Sđmmba ≥ Sttsc

Trong đó :

n - số máy làm việc song song trong TBA

SdmB - công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho

Stt - Công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải tínhtoán

Sttsc - Công suất tính toán sự cố Khi có sự cố một máy biến áp có thểbớt một số phụ tải không cần thiết Theo đầu bài thi phụ tải loại I là gần bằng 100%.Khi đó ta có Sttsc = Stt.

khc: hệ số hiệu chỉnh máy biến áp theo nhiệt độ môi trường Ta chọnmáy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên khc = 1

kqt: hệ số quá tải sự cố Chọn kqt = 1.4 nếu thoả mãn MBA vận hành quátải không quá 5 ngày đêm, số giờ quá tải trong 1 ngày đêm không quá 6 giờ vàtrước khi quá tải MBA vận hành với hệ số quá tải

2 Trạm biến áp phân xưởng

a Chọn số lượng trạm biến áp

Căn cứ vào vị trí và công suất tính toán của các phân xưởng ta quyết định đặttrạm biến áp phân xưởng Trong đó cụ thể các trạm cấp điện như sau :

 Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng điện phân

 Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng Rơnghen

 Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng đúc số 3 và phân xưởng oxit nhôm

Trang 23

 Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng phân xưởng đúc số 7, lò hơi và kho nhiênliệu và kho vật liệu vôi clorua

 Trạm B5 cấp điện cho phân xưởng khí nén và máy bơm

 Trạm B6 cấp điện cho phân xưởng năng lượng, nhà ăn, nhà điều hành vàgarage oto

 Trạm B7 cấp điện cho phân xưởng cơ khí –rèn, khu vực xem dữ liệu phânxưởng

Các trạm B1;B2;B3;B4;B5;B6;B7 cấp điện cho các phân xưởng quan trọng(xếp loại 1 ) nên ta cần đặt 2 máy biến áp

b Chọn dung lượng máy biến áp

 Trạm B1 : gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện chophân xưởng điện phân Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp:

Sđmmba = 518,296 (kVA)

Ta chọn 2 MBA có công suất là 560 kVA - 22/0,4 kV

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

Suy ra : Sđmmba = = 740,442 (kVA)

Ta chọn MBA có công suất là 750 kVA – 22/0,4 kV

Vậy trạm B1 bao gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy

Sđmmba = 750 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý

 Trạm B2 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cho phân xưởng rơnghen Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp :

Trang 24

Sđmmba = 750 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý

 Trạm B3 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện chophân xưởng đúc số 3 và phân xưởng oxit nhôm Tính toán công suất củaMBA trong một trạm biến áp :

Vậy trạm B3 bao gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy Sđmmba

= 400 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điện ĐôngAnh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý

 Trạm B4 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện cấp điệncho phân xưởng phân xưởng đúc số 7, lò hơi và kho nhiên liệu và kho vậtliệu vôi clorua Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp :

Sđmmba =

= 636,225 (kVA)

Suy ra : Sđmmba =

= 908,892 (kVA)

Trang 25

 Trạm B5 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện chophân xưởng khí nén và máy bơm Tính toán công suất của MBA trong mộttrạm biến áp :

 Trạm B6 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện chophân xưởng năng lượng, nhà ăn, nhà điều hành và garage oto Tính toán côngsuất của MBA trong một trạm biến áp :

Suy ra : Sđmmba =

= 363,783 (kVA)

Sđmmba = 400 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điệnĐông Anh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý

 Trạm B7 gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện chophân xưởng cơ khí –rèn, khu vực xem dữ liệu phân xưởng Tính toán côngsuất của MBA trong một trạm biến áp :

Sđmmba = 348 (kVA)

Trang 26

Suy ra : Sđmmba =

= 497,152 (kVA)

Sđmmba = 400 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điệnĐông Anh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý

Trang 27

Hình 2.1: vị trí trạm phân phối trung tâm và trạm biến áp phân xưởng

c Chọn dây dẫn từ nguồn trạm trung tâm

Với chiều dài đường dây L = 0,35 km, với hướng tới của nguồn như hình vẽ ta

sử dụng đường dây trên không là dây nhôm lõi thép lộ kép

Tiết diện dây dẫn cao áp có thể chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Căn cứ vào

số liệu ban đầu Tmax = 4480 h ứng với dây nhôm theo bảng ta tìm được Jkt = 1,1 A/

Vậy ta chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35 mm2

Tra bảng ta chọn được dây AC–35

Trang 28

Ta kiểm tra dây dẫn theo điều kiện dòng sự cố ( phát nóng ) và điều kiện tổn thấtđiện áp (∆Ucp)

 Theo điều kiện phát nóng: tra bảng dây AC-35 ta có Icp = 175 A Khi xảy ra

sự cố, tức là đứt một đường dây thì đường dây còn lại sẽ chịu tải toàn bộ đến công suất nhà máy, do vậy :

Isc = 2.I = 2.31,659 (A)

Vậy Icp > Isc nên thỏa mãn điều kiện phát nóng

 Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:

Tra bảng dây AC-35 ta có ro = 0,85 Ω/ km, xo = 0,435 Ω/ km => tổng trở trênđoạn dây là : Z = (r0 + jx0).l/2

Vậy thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp

Như vậy việc lựa chọn dây dẫn AC-35 dùng để đưa điện từ nguồn về trạm PPTTnhà máy là thỏa mãn các điều kiện về an toàn và tổn thất điện áp cho phép

4 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm phân phối trung tâm nhà máy đến các phân xưởng

Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho các phương án Mục đích tínhtoán của phần này là so sánh tương đối giữa các phương án cấp điện, chỉ cần tínhtoán so sánh phần khác nhau giữa các phương án Dự định dùng cáp XLPE lõi đồngbọc thép do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trongphụ lục

Do nhà máy thuộc loại hộ tiêu thụ loai 1, nên điện cung cấp cho nhà máy đượctruyền tải trên không lộ kép Từ trạm phân phối trung tâm tới các TBA phân xưởngB1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 dùng cáp lộ kép đi ngầm

Căn cứ vào vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng và trạm PPTT trên mặt bằng nhàmáy, ta đề suất ra 3 phương án cấp điện như sau :

 Phương án 1 : các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trưc tiếp từ trạmPPTT (ứng với sơ đồ hình tia, đi dây vuông góc)

Trang 29

Phương án 2 và 3 : các trạm biến áp xa trạm biến áp trung tâm nhà máy thì lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm PPTT.

Sơ đồ đi dây của 3 phương án như sau :

 Phương án 1:

Trang 32

B4

Trang 33

1 Tính toán dựa chọn dây dẫn từ TPPTT đến các trạm biến áp các phân

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định :

Vì dây dùng lộ kép truyền tải nên:

Trang 34

Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Isc = 2Imax = 8,55.2 = 17,1 (A)Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta

có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vậy dây đã chọn là hợp lý

 Chọn cáp từ TPPTT về B2

Imax = 4,466 (A)

Tiết diện dây dẫn cần thiết:

Fkt = 1,441 mm2

Trang 35

Vậy chọn cáp có tiết diện F = 50

Imax = = 5 (A)

Tiết diện dây dẫn cần thiết

Fkt = 1,614 mm2

Trang 36

Vậy chọn cáp có tiết diện F = 50

Imax = = 5,741 (A)

Trang 37

Tiết diện dây dẫn cần thiết

 Chọn cáp hạ áp từ B3 đến phân xưởng 3 (phân xưởng đúc)

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho phân xưởng đúc:

2

mm

, chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điệnPVC do hãng CADIVI chế tạo có Icp = 510 A

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

 Chọn cáp hạ áp từ B7 đến phân xưởng 9 (nơi xem dữ liệu phân xưởng)

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho nơi xem dữ liệu phân xưởng:

Trang 38

2

mm

 Chọn cáp hạ áp từ B4 đến phân xưởng 10 (lò hơi)

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho phân xưởng lò hơi:

2

mm

Trang 39

 Chọn cáp hạ áp từ B4 đến phân xưởng 11 (kho nhiên liệu)

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho kho nhiên liệu:

2

mm

, chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng CADIVI chế tạo có Icp = 115 A

 Chọn cáp hạ áp từ B4 đến phân xưởng 12 (kho vật liệu vôi clorur)

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho kho vật liệu vôi clorur:

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	812,79 KB