Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệpTrần Đăng Đức

Bài 61A “Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp” Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là . Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp . Hệ số công suất cấn nâng lên là cos = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện , MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch =2,5. Giá thành tổn thất điện năng =1500đkWh; suất thiệt hại do mất điện =10000đkWh. Đơn giá tụ bù là 140. đkVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ =0,0025 kWkVAr. Giá điện trung bình g=1400 đkWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại =4000(h). Chiều cao phân xưởng h=4,2(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=200(m). Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện. Bảng 1.A: Phụ tải của phân xưởng cơ khí – sửa chữa N04 Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số ksd cos Công suất đặt P (kW) 1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,35 1 10 2 Bể ngâm nước nóng 0,32 1 22 3 Bể ngâm tăng nhiệt 0,30 1 7 4 Tủ sấy 0,36 1 22 5 Máy quấn dây 0,57 0,8 0,8 6 Máy quấn dây 0,6 0,8 2,2 7 Máy khoan bàn 0,51 0,78 2,2 8 Máy khoan đứng 0,55 0,78 8,5 9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 8,5 10 Máy mài 0,45 0,7 2,2 11 Máy hàn 0,53 0,82 3,5 12 Máy tiện 0,45 0,76 4 13 Máymài tròn 0,4 0,72 4 14 Cần cẩu điện 0,32 0,8 6,5 15 Máy bơm nước 0,46 0,82 5,5 16 Máy hàn xung 0,32 0,55 20 17,18 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,69 12 + 18 19 Máy ép nguội 0,47 0,7 1,8 20 Quạt gió 0,45 0,83 5,5 Hình 1.A: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sửa chữa thiết bị điện PHẦN B:NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải LỜI MỞ ĐẦU *** Trong công xây dựng đất nước ngành cơng nghiệp điện ln giữ vai trò quan trọng, trở thành ngành thiếu kinh tế quốc dân thiết kế cung cấp điện việc phải làm Khi nhà máy xí nghiệp khơng ngừng xây đựng hệ thống cung cấp điện cần phải thiết kế xây dựng Đồ án môn học Cung cấp điện bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành Hệ thống điện hiểu cách tổng quát công việc phải làm việc thiết kế hệ thống cung cấp điện chuyên ngành Cung cấp điện Nội dung đồ án Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp Đồ án bao gồm phần sau: Tính tốn phụ tải điện Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất Trong thời gian làm đồ án mơn học, thời gian kiến thức cịn hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy mơn góp ý để đồ án em hồn thiện hơn.Em xin cảm ơn thầy Đặc biệt em xin cảm ơn thầy Phạm Mạnh Hải tận tình hướng dẫn, bảo giúp em hồn thành đồ án môn học Hà Nội, ngày20 tháng 11 năm 2014 Sinh viên: Trần Đăng Đức SV: Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải MỤC LỤC PHẦN A: ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Bài 61A “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” 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 60% Hao tổn ∆U cp = 5% điện áp cho phép mạng điện hạ áp Hệ số công suất cấn nâng lên Sk cosϕ = 0,9 Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch điểm đấu điện , MVA; tk Thời gian tồn dòng ngắn mạch c∆ =2,5 Giá thành tổn thất điện gth =1500đ/kWh; suất thiệt hại điện =10000đ/kWh Đơn giá tụ bù 140 103 ∆Pb đ/kVAr, chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư, suất tổn thất tụ =0,0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g=1400 đ/kWh Điện áp lưới phân phối 22kV TM Thời gian sử dụng công suất cực đại =4000(h) Chiều cao phân xưởng h=4,2(m) Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=200(m) SV: Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng 1.A: Phụ tải phân xưởng khí – sửa chữa N04 Số hiệu sơ đồ Hệ số ksd cosϕ Công suất đặt P (kW) Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng 0,35 0,32 1 10 22 Bể ngâm tăng nhiệt 0,30 Tủ sấy 0,36 22 Máy quấn dây 0,57 0,8 0,8 Máy quấn dây 0,6 0,8 2,2 Máy khoan bàn 0,51 0,78 2,2 Máy khoan đứng 0,55 0,78 8,5 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 8,5 10 Máy mài 0,45 0,7 2,2 11 Máy hàn 0,53 0,82 3,5 12 Máy tiện 0,45 0,76 13 Máymài tròn 0,4 0,72 14 Cần cẩu điện 0,32 0,8 6,5 15 Máy bơm nước 0,46 0,82 5,5 16 Máy hàn xung 0,32 0,55 20 Bàn lắp ráp thử nghiệm 0,53 0,69 12 + 18 Máy ép nguội Quạt gió 0,47 0,45 0,7 0,83 1,8 5,5 17,18 19 20 Tên thiết bị Hình 1.A: Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa thiết bị điện SV: Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện A GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 6000 C B 24000 D E 6000 2 36000 12 11 18 20 15 10 16 17 Van phòng xu?ng 14 13 19 PHẦN B:NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phương thức vận hành hệ thống Vì xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó khăn quan trọng SV: Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Từ trước tới có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trình bày nên chưa có phương pháp hồn tồn xác tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính tốn lại thiếu xác, cịn nâng cao độ xác, kể đến ảnh hưởng nhiều yếu tố phương pháp tính lại phức tạp Sau số phương pháp tính tốn phụ tải thường dùng thiết kế hệ thống cung cấp điện: • Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu • Phương pháp tính theo hệ số kM cơng suất trung bình • Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm • Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy mô đặc điểm cơng trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính tốn phụ tải điện thích hợp 1.1 Phụ tải chiếu sáng Phụ tải chiếu sáng phân xưởng khí sửa chữa xác định theo phương pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích: Pcs = P0 S = P0 a.b Trong đó: P0 P0 suất chiếu sáng đơn vị diện tích chiếu sáng, = 15 W/m2 S diện tích chiếu sáng, m2 a chiều dài phân xưởng, m b chiều rộng phân xưởng, m Vậy phụ tải chiếu sáng phân xưởng khí sửa chữa là: Pcs = 15.36.24 = 12,96 103 (kW) Do ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng có cosϕ =1 nên tgϕ = Qcs = Pcs tgϕ = (kVar) 1.2 Phụ tải động lực SV: Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 1.2.1 : Phân nhóm phụ tải động lực: Trong phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính tốn xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm phụ tải tuân theo nguyên tắc sau: + Các thiết bị điện nhóm nên gần để giảm chiều dài đường dây hạ áp Nhờ tiết kiệm vốn đầu tư tổn thất đường dây hạ áp phân xưởng + Chế độ làm việc thiết bị điện nhóm nên giống để xác định phụ tải tính tốn xác thuận tiện việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm + Tổng cơng suất nhóm thiết bị nên xấp xỉ để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng phân xưởng toàn nhà máy Số thiết bị nhóm khơng nên q nhiều số đầu tủ động lực thường ÷ 12 Tuy nhiên thường khó khăn để thỏa mãn điều kiện trên, thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu phương án Dựa vào nguyên tắc phân nhóm vào vị trí, cơng suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng, ta chia phụ tải thành nhóm Kết phân nhóm phụ tải trình bày bảng 1.1 Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện phân xưởng sửa chữa khí STT Tên thiết bị Bể ngâm dung dịch kiềm SV: Trần Đăng Đức Số hiệu sơ đồ NHĨM 1 Hệ số cosϕ Cơng suất P (kW) 0,35 10 Đồ án cung cấp điện 6 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bể ngâm nước nóng Bể ngâm tăng nhiệt Máy khoan bàn Máy hàn Máy tiện Bàn lắp ráp thử nghiệm 11 12 18 Tổng NHÓM Tủ sấy Máy quấn dây Bàn thử nghiệm Cần cẩu điện 14 Máy hàn xung 16 Máy ép nguội 19 Tổng NHÓM Máy quấn dây Máy khoan đứng Máy mài 10 Máy mài tròn 13 Máy bơm nước 15 Bàn lắp ráp thử nghiệm 17 Quạt gió 20 Tổng 0,32 0,30 0,51 0,53 0,45 0,53 1 0,78 0,82 0,76 0,69 22 2,2 3,5 18 66,7 0,36 0,57 0,62 0,32 0,32 0,47 0,8 0,85 0,8 0,55 0,7 22 0,8 8,5 6,5 20 1,8 59,60 0,6 0,55 0,45 0,4 0,46 0,53 0,45 0,8 0,78 0,7 0,72 0,82 0,69 0,83 2,2 8,5 2,2 5,5 12 5,5 39,90 1.2.2: Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm phụ tải động lực: kM (tính theo hệ số cơng suất trung bình) 1.2.2.1 : Xác định phụ tải tính tốn cho Nhóm 1: (Số liệu phụ tải cho bảng 1.1) k sd Σ a) Xác định hệ số sử dụng tổng hợp Xác định hệ số sử dụng tổng hợp phụ tải nhóm theo công thức: ksd Σ = ∑ P k ∑P i i Trong : ksdi hệ số sử dụng thiết bị Pi công suất đặt thiết bị => Vậy hệ số sử dụng tổng hợp Nhóm là: SV: Trần Đăng Đức sdi Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải k = = 0,35.10 + 0,32.22 + 0,3.7 + 0,51.2, + 0,53.3,5 + 0, 45.4 + 0,53.18 66, 26,957 ≈ 0, 66, = b) Xác định số thiết bị hiệu nhóm 1: n* Số thiết bị hiệu nhóm xác định theo số thiết bị tương đối P* công suất tương đối nhóm: Pmax + Gọi cơng suất thiết bị có cơng suất lớn nhóm1 n1  n* = n  n1   ∑ Pj  P = P = j =1 n  * P ∑ Pi   i =1 Trong đó: n số thiết bị nhóm P ≥ Pmax n1 số thiết bị có P n1 P tổng công suất ứng với n thiết bị + Từ bảng 1.1ta có : thiết bị có cơng suất lớn nhóm là: 1 → P2 = 22 = 11 2 kW n1 P = 22 + 18 = 40 Do ta có: = 2; kW 40 = 0, n* = = 0, 29; P* = 66, 7 => * nhq = 0,66 n* P* Từ = 0,29 = 0,6 tra PL4 ta tìm * nhq = n.nhq = 7.0, 66 ≈ P2 = 22 kW + Xác định hệ số cực đại kmax: Tra bảng PL5 với nhq=5, ksd=0,4 ta kmax=1,76 SV: Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải - Vậy phụ tải tính tốn nhóm : Ptt1 = kmax ksd ∑ ∑ Pi = 1,76.0,4.66,7 ≈ 46,96(kW ) i =1 - Hệ số cơng suất trung bình nhóm 1: cos ϕtb1 = ∑ P cos ϕ ∑P i = i i (10 + 22 + 7).1 + 2, 2.0, 78 + 3,5.0,82 + 4.0, 76 + 18.0, 69 = 0.886 66, 67 1.2.2.2: Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm cịn lại: - Tính tốn tương tự Nhóm Ta có kết tính tốn thể bảng 1.2 Bảng 1.2 Bảng phụ tải tính tốn nhóm Nhóm phụ tải nhq ksdtb 0,4 0,39 0,5 ∑P kmax 1,76 1,87 1,51 Tổng i 66,7 59,6 39,9 cos ϕi 0,886 0,79 0,76 1.2.3 Xác định phụ tải tính tốn động lực phân xưởng: + Ta có: n Pttdlpx = kdt ∑ Ptti i =1 Trong : Pttdlpx :là cơng suất tác dụng tính tốn động lực phân xưởng kđt : Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng Ptti : Là công suất tác dụng tính tốn nhóm thứ i n : Là số nhóm + Vì số nhóm n = nên ta lấy kđt = 0,92 Thay số vào ta có: Pttđlpx = 0,92.120,55=110,91 (kW) + Hệ số công suất trung bình nhóm phụ tải động lực là: SV: Trần Đăng Đức Ptti 46,96 43,47 30,12 120,55 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải cosϕ dl = tan ϕ dl = 1,108 ∑ Pi cosϕi 136,54 = = 0,82 166, ∑ Pi Qttdl = Pttdl tan ϕdl = 275,81.1,108 = 305, => (kVar) 1.3 Phụ tải tổng hợp Bảng 1.3.: Kết tính toán phụ tải điện Loại phụ tải Động lực Chiếu sáng Ptt (kW) 110,91 12,96 cosφ 0,82 - Phụ tải tính tốn tác dụng tồn phân xưởng Pttpx = Pttdlpx + Pcs = 110,91 + 12,96 = 123,87( kW ) - Hệ số cơng suất tồn phân xưởng là: cosϕ px = → - Pttdlpx cosϕ dl + Pcs cosϕ cs Pttpx = 110,91.0,82 + 12,96.1 = 0,84 123,87 tgφpx ≈ 0,65 Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng là: Qtt.px = Ptt.px tgφpx = 123,87.0,84=104,05 (kVar) - Cơng suất tính tốn tồn phân xưởng : 2 Sttpx = Pttpx + Qttpx = 123,87 + 104, 052 = 161, 77(k VA) SV: Trần Đăng Đức 10 Đồ án cung cấp điện T1-11 T1-12 T1-18 T2-4 T2-9 T2-14 T2-5 T2-16 T2-19 T3-6 T3-8 T3-15 T3-17 T3-20 T3-10 T3-13 11,61 15,19 26,42 26,91 67,29 57,66 12,66 55,24 43,41 24,32 17,37 14,92 28,09 15,56 8,99 6,08 3,25 3,16 3,22 3,05 3,17 3,16 3,13 3,24 3,06 3,02 2,93 3,04 3,08 3,15 3,22 2,91 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải EA52G EA52G EA52G EA52G EA103G EA103G EA52G EA103G EA103G EA52G EA52G EA52G EA52G EA52G EA52G EA52G 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 30 30 30 30 75 75 30 75 75 30 30 30 30 30 30 30 5 5 14 14 14 14 5 5 5 2 2 3 3 2 2 2 350 350 350 350 600 600 350 600 600 350 350 350 350 350 350 350 => Ta thấy tất aptomat thỏa mãn điều kiện cắt Icat > IxkN5 SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 41 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CƠNG SUẤT 4.1 Ý nghĩa việc bù cơng suất phản kháng • Hệ số cơng suất cosϕ tiêu để đánh giá phân xưởng dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay khơng Nâng cao hệ số công suất cosϕ 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 khág 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 công 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 cosϕ làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thông điện • Việc bù cơng suất phản kháng đưa lại hiệu nâng cao hệ số cosϕ, việc nâng cao hệ số cosϕ 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 - Tăng khả phát máy phát điện 4.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng 4.2.1 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 4.2.2 Bù công suất phản kháng SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 42 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Đặt thiết bị bù gần hộ tiêu thụ điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu phụ tải, nhờ giảm lượng công suất phản kháng truyền tải đường dây Sau số thiết bị bù 4.2.2.1 Tụ tĩnh điện Nhược điểm : • Rất khó điều chỉnh trơn • Tụ phát công suất phản kháng mà không tiêu thụ công suất phản kháng • Tụ nhạy cảm với điện áp đặt đầu cực (Công suất phản kháng phát tỉ lệ với bình phương điện áp đặt đầu cực) • Điện áp đầu cực tăng 10% tụ bị nổ • Khi xảy cố lớn tụ dễ hỏng Ưu điểm : • Nó khơng có phần quay nên vận hành quản lí đơn giản khơng gây tiếng ồn • Giá thành kVA phụ thuộc vào tổng chi phí dễ dàng xé lẻ đại lượng bù đặt phụ tải khác nhằm làm giảm dung lượng tụ đặt phụ tải • Tổn thất cơng suất tác dụng tụ bé (5/1000) kW/kVA • Tụ có thẻ ghép nối song song nối tiếp để đáp ứng với dung lượng bù cấp điện áp từ 0,4 – 750 kV 4.2.2.2 Máy bù đồng Ưu điểm : • Có thể điều chỉnh trơn cơng suất phản kháng • Có thể tiêu thụ bớt cơng suất phản kháng hệ thống thừa cơng suất phản kháng • Công suất phản kháng phát đầu cực tỉ lệ bậc với điện áp đặt đầu cực (nên nhạy cảm) Nhược điểm : • Giá thành đắt, có phần quay nên gây tiếng ồn • Thường dùng với máy có dung lượng từ 5000 kVA trở lên • Tổn hao cơng suất tác dụng rơi máy bù đồng lớn 5% kW/kVA • Khơng thể làm việc cấp điện áp (Chỉ có từ 10,5 kV trở xuống) • Máy dặt phụ tải quan trọng có dung lượng bù lớn từ 5000 kVA trở lên 4.2.2.3 Động không đồng hịa đồng hóa • Khơng kinh tế, giá thành đắt SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 43 Đồ án cung cấp điện • GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Tổn hao cơng suất lớn • Chỉ dùng trường hợp bất đắc dĩ Qua phân tích ta thấy để đáp ứng yêu cầu toán nâng cao chất lượng điện ta chọn phương pháp bù tụ điện tĩnh 4.3 Tính tốn bù công suất phản kháng 4.3.1.Xác định dung lượng bù: Phần tính tốn Chương ta xác định hệ số cơng suất trung bình tồn phân xưởng cosϕpx = 0,84, hệ số cosϕ tối thiểu nhà nước quy định phân xưởng 0,85 ÷ 0,95, ta phải bù cơng suất phản kháng cho nhà máy để nâng cao hệ số cosϕ Theo thiết kế phân xưởng ta phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosϕ nên đến 0,9 4.3.1.1 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 Chọn thiết bị bù : Như phân tích từ đặc điểm 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 4.3.1.2.Tính tốn phân phối dung lượng bù: - Dung lượng bù cần thiết cho phân xưởng xác định theo công thức sau: Qbù = Pttpx ( tgϕ1 - tgϕ2 ) SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 44 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Trong đó: Pttpx - phụ tải tác dụng tính tốn phân xưởng (kW), (Pttpx=123,87 kW) ϕ1 - góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù, cosϕ1 = 0,84 ( tính chương 1) ⇒ tgϕ1 = 0,646 ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù cosϕ2 = 0,9 ⇒ tgϕ2 =0,484 - Với phân xưởng thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù = Pttpx ( tgϕ1 - tgϕ2 ) = 123,87 ( 0,646 - 0,484 ) = 20,02 (kVAr) Dung lượng bù cho tủ động lực: - Từ TPP TĐL phân xưởng mạng hình tia gồm nhánh Cơng thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: (Qttpx − Qb Ri ) ∑ R td Qbi = Qi Trong đó: Qbi - công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] Qb - cơng suất bù tồn phân xưởng, Qb = 20,02 kVAr Qttpx - phụ tải tính tốn phản kháng động lực toàn phân xưởng Qttpx = 104,05 (kVar) Ri - điện trở nhánh thứ i [mΩ], Rtd- điện trở tương đương toàn phân xưởng - Với nhánh từ TPP - TĐL1 – thiết bị −1  1 1 1  Rtd = RTPP −TDL1 +  + + + + + + ÷  RT 1−1 RT 1−2 RT 1−3 RT 1−7 RT 1−11 RT 1−12 RT 1−18  Kết thể bảng sau: SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 45 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảng tính điện trở tương đương từ TPP-TĐL1 (Bảng 4.1) Bảng 4.1: Kết tính tốn điện trở nhóm Đoạn L dây m TPP-T1 T1-1 T1-2 T1-3 T1-7 T1-11 T1-12 T1-18 TPP-T2 T2-4 T2-9 T2-14 T2-5 T2-16 T2-19 TPP-T3 T3-6 T3-8 T3-15 T3-17 T3-20 T3-10 T3-13 r0 (Ω/km ) 0,52 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 0,52 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 0,52 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 1,83 12,96 6,73 0,21 7,56 9,58 2,81 7,68 4,96 27,48 9,42 4,03 4,64 6,33 0,23 8,92 33,06 9,5 12,6 8,7 6,85 4,14 0,33 13,33 R (mΩ) Rtđ 1/R 3,37 12,32 0,08 0,38 2,60 13,83 0,07 17,53 0,06 5,14 0,19 14,05 0,07 9,08 0,11 7,14 17,24 0,06 7,37 0,14 8,49 0,12 11,58 0,09 0,42 2,38 16,32 0,06 8,60 17,39 0,06 23,06 0,04 15,92 0,06 12,54 0,08 7,58 0,13 0,60 1,66 24,39 0,04 (mΩ) 3,68 7,50 9,08 Tổng hợp kết tính tốn nhóm, ta có bảng sau: Bảng 4.2: Tổng hợp điện trở nhánh Nhánh TPP-TĐL1 TPP-TĐL2 TPP-TĐL3 Rtđi (mΩ) 3,68 7,5 9,08 - Điện trở tương đương toàn mạng hạ áp: −1 −1  1  1   Rtd =  + + + + ÷ = ÷ = 1,94(mΩ)  3, 68 7,5 9, 08   Rtd Rtd Rtd  SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 46 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Qbù = 20,02 (kVar) R td2 R td3 TÐL2 TÐL3 Q2=33,74 kVar Q3 = 25,76 kVar +) Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh TPP-TĐL2 Qb1 = Q1 − (Qttpx − Qb R2 ) ∑ R = 33, 74 − 104, 05 − 20, 02 1,94 = 12, 02(kVar) td 7,5 +) Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh TPP-TĐL3 Qb3 = Qbu ∑ − Qb = 20, 02 − 12, 02 = 20(kVar) Từ số liệu ta chọn tụ bù cho nhánh với thông số sau: Bảng 4.3: Thơng số tụ chọn Vị trí đặt tụ Loại tụ TĐL2 TĐL3 KM1-0,38 KC-0,38-20-3Y1 Số lượng 1 Uđm Dung lượng (kV) (kVar) 0,38 0,38 13 20 Giá (106 đ) 1,82 2,8 4.3.2 Đánh giá hiệu mặt kinh tế bù công suất phản kháng 4.3.2.1 Tính tốn cho nhóm - Cơng suất biểu kiến nhóm sau bù là: S2 = P2 + jQ2 = 43, 47 + j 20, 74( SVA) - Tổn thất điện đoạn từ TPP-TDL2: ∆ATPP −TDL = 43, 47 + 20, 742 27, 48.0,52 2405, 29.10 −6 = 276, 08(kWh) 0,38 SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 47 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải - Tổn thất điện trước bù: ∆ATPP −TDL 2truoc = 360,34(kWh) - Lượng tổn thất điện giảm bù công suất phản kháng: δ A = 360, 34 − 276, 08 = 84, 26(kWh) - Số tiền tiết kiệm năm là: δCN1 = δAN1.c∆ = 84,26.1500=126390 (đ/năm) VtuN = v0tu Qbu = 140.103.13 = 1,82.10 - Vốn đầu tư tụ bù: (đ) - Chi phí quy đổi: ( atc + avh ) Vtu N1 = (0,125 + 0, 02).1,82.106 = 263,9.103 Zbù.N1 = (đ) 4.3.2.2.Tính tốn cho nhóm khác: Tính tốn tương tự Nhóm ta có: Bàng 4.4: Kết đánh giá hiệu bù nhóm Nhánh TPP - TĐL2 TPP - TĐL3 Tổng ∆Atrước (kWh) ∆Asaubù (kWh) δA (kWh ) 360,34 224,88 585,22 276,08 134,64 410,73 84,26 90,24 174,49 Vtụ Zbù δC (.10 đ/năm) (.10 đ) (.106đ) 126,39 135,35 261,74 1,82 3,92 5,74 0,26 0,57 0,83 4.3.2.3 Tính cho đoạn từ TBA-TPP P = 123,87 (kW) ; cosϕ = 0,9 ⇒ tgϕ ≈ 0,484 ⇒ Qtt.px.mới = Ptt.px.tgϕ = 123,87.0,484 ≈ 59,95 (kVAr) - Công suất biểu kiến phân xưởng sau bù là: Stt.px = 123,87 + j59,95 (kVA) - Tổn thất điện đoạn TBA - TPP sau bù là: ∆ATBA−TPP 123,87 + 59,952 0,8.10 −3 = 0, 27 .2405, 29.10−3 = 34, 07( kWh) 0,38 - Lượng điện tiết kiệm bù công suất phản kháng là: δATBA-TPP = 47,08 – 34,07=13,01 (kWh) SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 48 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải - Số tiền tiết kiệm năm là: δCTBA-TPP = δATBA-TPP.c∆ = 13,01.1500 =19515 (đ/năm) 4.3.2.4.Tính tốn cho đoạn Nguồn - TBA: Bỏ qua tổn thất công suất MBA - Tổn thất điện đoạn Nguồn – TBA sau bù là: ∆ANguon −TBA = 123,87 + 59,952 0, 0,524 .2405, 29.10 −3 = 4,93( kWh) 22 - Tổn thất điện trước bù là: ∆ANguồn-TBA.trước = 6,81 (kWh) - Lượng điện tiết kiệm bù công suất phản kháng là: δANguồn-TBA = 6,81 - 4,93 = 1,88 (kWh) - Số tiền tiết kiệm năm là: δCNguồn-TBA = δANguồn-TBA.c∆ = 1,88.1500=2820 (đ/năm) => Tổng số tiền tiết kiệm đặt tụ bù hàng năm là: TK = ∑δC – ∑Zbù = (261,74.103 +19515+2820) – 0,83.106 = -545925 (đ) Vậy đặt tụ bù không đem lại hiệu kinh tế => Không cần bù SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 49 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải PHẦN C TỔNG HỢP CÁC BẢN VẼ Sơ đồ dây phân xưởng SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 50 Đồ án cung cấp điện 6000 6000 TBA A GVHD: TS Phạm Mạnh Hải C B 24000 D E 12 11 18 36000 20 15 10 16 17 Van phong xuong 14 13 19 Sơ đồ nguyên lý TBA SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 51 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 2x PBP-24/8000 2x BM - 35 2x PBP-24/8000 2x100 kVA 22/0,4 kV 3x SA403-H SA403-H Sơ đồ nguyên lý mạng điện SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 52 EA52G EA52G EA52G EA52G EA52G XLPE.10 XLPE.10 XLPE.10 EA103G 11 XLPE.10 EA52G XLPE.10 XLPE.10 EA52G XLPE.10 EA52G 12 SV: Trần Đăng Đức:D7-DCN2 EA52G EA52G EA52G EA52G XLPE.10 XLPE.10 XLPE.10 XLPE.10 XLPE.10 10 13 18 15 17 14 16 TDL3 20 53 XLPE.10 EA103G EA103G EA103G EA103G EA103G EA103G EA103G EA103G EA103G XLPE.10 XLPE.10 XLPE.10 TDL1 EA52G EA52G EA103G 2x XLPE.35 XLPE.10 XLPE.10 EA52G XLPE.10 2x XLPE.35 EA52G XLPE.10 SA403-H 3x SA403-H 2x 100kVA 22/0,4 2xPBP 24/8000 2xPBP 24/8000 2x BM-35 2x XLPE.35 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 2x XLPE.70 TPP SA403-H T? chi?u sáng 2x XLPE.35 TDL2 19 ... án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải MỤC LỤC PHẦN A: ĐỀ BÀI Thiết kế cung cấp điện Bài 61A ? ?Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” Thiết kế mạng điện cung cấp cho phân xưởng. .. Trần Đăng Đức Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Các tham số khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện Bảng 1.A: Phụ tải phân xưởng khí – sửa chữa N04 Số hiệu sơ đồ Hệ số ksd cosϕ Công. .. cho phân xưởng với số liệu cho bảng số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải điện loại I 60% Hao tổn ∆U cp = 5% điện áp cho phép mạng điện hạ áp Hệ số công suất cấn nâng lên Sk cosϕ