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

Dự kiện: 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 loại I là 60%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ΔUcp = 5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cosφ = 0,90. Hệ số chiết khấu i = 12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk, MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk=2,5. Giá thành tổn thất điện năng cΔ=1500 đkWh; Suất thiệt hại do mất điện gth=10000 đkWh. Đơn giá tụ bù là 140.103 đkVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ ΔPb=0,0025 kWkVAr. Giá điện trung bình g=1400đkWh. Điện áp lưới phân phối là 22 kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại TM=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. Dự liệu thiết kế cấp điện phân xưởng Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số ksd cosφ Công suất đặt P, kW theo các phương án A 1; 8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3+10 2; 9 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5+4 3; 4; 5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,6+2,2+4 6; 7 Máy phay 0,26 0.56 1,5+2,8 10; 11;19; 20;29;30 Máy khoan 0,27 0,66 0,6+0,8+0,8+0,8+1,2+1,2 12; 13; 14; 15; 16; 24; 25 Máy tiện bu lông 0,30 0,58 1,2+2,8+2,8+3+7,5+10+13 17 Máy ép 0,41 0,63 10 18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4+13 22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40+55 26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2+4,5 27; 31 Lò gió 0,53 0,9 4+5,5 28; 34 Máy ép quay 0,45 0,58 22+30 32; 33 Máy xọc, (đục) 0,4 0,60 4+5,5 35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 1,5+2,8+4.5+5,5 40; 43 Máy hàn 0,46 0,82 28+28 41; 42; 45 Máy quạt 0,65 0,78 5,5+7,5+7,5 44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8

L I NÓI Đ U Ờ Ầ

Công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóađất nước Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tếquốc dân Nhu cầu điện ngày càng tăng Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện,an toàn trongviệc sử dụng và trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhucầu thiết yếu của con người trong sinh hoạt và sản xuất, cung cấp điện năng cho các khu vựckinh tế trọng điểm, các khu chế xuất, các xí nghiệp nhà máy là rất cần thiết Do đó, việc thiết

kế một hệ thống cung cấp điện cho một ngành nghề cụ thể cần đem lại hiệu quả thực tiễncao,đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai.Trong số đó “Thiết kế hệ thống cung cấp điện chophân xưởng sản xuất công nghiệp” là một đề tài có tính thiết thực cao Nếu giải quyết đượcvấn đề này sẽ góp phần không nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất côngnghiệp” giúp sinh viên làm quen với hệ thống cung cấp điện điện,giúp chúng em vận dụngnhững kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnhvực sản xuất.truyền tải và phân phối điện năng

Với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy TS Phạm Mạnh Hải đến nay đồ án môn học của

em đã hoàn thành.Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy co trong khoa, nhàtrường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 1 năm 2015

M C L C Ụ Ụ

LỜI NÓI ĐẦU 1

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG 4

SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP 4

A Dự kiện: 4

B Nội dung thuyết minh gồm các phần chính sau: 7

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 8

1 Phụ tải chiếu sáng 8

2 Phụ tải động lực 8

2.1 Tính toán cho nhóm 1 12

2.2 Tính toán cho nhóm 2 13

2.3 Tính toán cho nhóm 3 14

2.4 Tính toán cho nhóm 4 15

3 Tổng hợp phụ tải động 16

4 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 17

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 18

1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 18

1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng 18

1.2 Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 23

2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 23

2.1 Chọn số lượng máy biến áp 23

2.2 Chọn công suất máy biến áp 24

2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng 25

3 Xác định sơ đồ nối điện tối ưu 25

3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng 25

3.2 Lưa chọn sơ đồ nói điện tối ưu 28

3.2.1 Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ 28

3.2.2 Phương án 1 29

3.2.3 Phương án 2 38

3.3 Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu 43

CHƯƠNG 3: 44

LỰA CHỌN KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 44

1 Chọn dây dẫn cho mạng động lực 44

2 Tính toán ngắn mạch 44

2.1 Phía cao áp 45

3 Chọn thiết bị 49

3.1 Chọn thiết bị trạm biến áp phân xưởng 49

3.1.1 Chọn dao cách ly 49

3.1.2 Chọn máy cắt phụ tải 49

3.1.3 Lựa chọn thanh cái cao áp 50

3.1.4 Thanh góp hạ áp của TBA 50

3.1.5 Chọn Aptomat bảo vệ TBA 51

3.2 Lựa chọn thiết bị tủ phân phối 52

3.2.1 Chọn thanh cái của TPP: 53

3.2.2 Chọn aptomat tổng của TPP 53

3.2.3 Chọn aptomat các nhánh của TPP 54

3.3 Lựa chọn thiết bị tủ động lực: 55

3.3.1 Chọn thanh góp của TĐL 56

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 60

1 Tổn thất điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 60

1.1 Tổn thất điện áp trên đường dây: 60

1.2 Tổn thất điện áp trong máy biến áp: 60

2 Tổn thất công suất 60

2.1 Tổn thất công suất trên đường dây 60

2.2 Tổn thất công suất trên MBA 63

3 Tổn thất điện năng 63

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN TỤ BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 64

1 Ý nghĩa của việc chọn bù công suất phản kháng 64

2 Các biện pháp bù công suất phản kháng 64

2.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng 64

2.2 Các thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện 65

2.2.1 Tụ tĩnh điện 65

2.2.2 Máy bù đồng bộ 65

3 Tiến hành bù công suất phản kháng 65

3.1 Xác định dung lượng bù 65

3.1.1 Chọn vị trí bù 66

3.1.2 Tính toán dung lượng bù 66

3.2 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

THI T K CUNG C P ĐI N CHO M T PHÂN X Ế Ế Ấ Ệ Ộ ƯỞ NG

S N XU T CÔNG NGHI P Ả Ấ Ệ

Giáo viên hướng dẫn : TS PHẠM MẠNH HẢI

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯƠNG

Khoa : HỆ THỐNG ĐIỆN

Lớp : Đ7 – ĐCN2

Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

Thời gian thực hiện : 10/2014 - 1/2015

A D ki n: ự ệ

Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệuthiết kế cấp điện phân xưởng Tỷ lệ phụ tải loại I là 60% Hao tổn điện áp cho phép trongmạng điện hạ áp ΔUcp = 5% Hệ số công suất cần nâng lên là cosφ = 0,90 Hệ số chiết khấu i =12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk, MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắnmạch tk=2,5 Giá thành tổn thất điện năng cΔ=1500 đ/kWh; Suất thiệt hại do mất điện

gth=10000 đ/kWh Đơn giá tụ bù là 140.103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư,suất tổn thất trong tụ ΔPb=0,0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g=1400đ/kWh Điện áp lướiphân phối là 22 kV

Thời gian sử dụng công suất cực đại TM=4000(h) Chiều cao phân xưởngh=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

Dự liệu thiết kế cấp điện phân xưởng

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ - SỬA CHỮA N01

B N i dung thuy t minh g m các ph n chính sau: ộ ế ồ ầ

I Thuyết minh

1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng

2 Tính toán phụ tải điện:

2.1 Phụ tải chiếu sáng

2.2 Phụ tải động lực

2.3 Phụ tải tổng hợp

3 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng

3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh ít nhất 2 phương án)

4 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện

4.1 Chọn dấy dẫn của mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng

4.2 Tính toán ngắn mạch

4.3 Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường

5 Tính toán chế độ mạng điện

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

5.2 Xác định hao tổn công suất

5.3 Xác định tổn thất điện năng

6 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất

6.1 Xác định dung lượng bù cần thiết

6.2 Lựa chọn vị trí đặt tụ bù

6.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng

6.4 Phân tích kinh tế - tài chính bù công suất phản kháng

4 Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất

5.Bảng số liệu tính toán mạng điện

CH ƯƠ NG 1 TÍNH TOÁN PH T I ĐI N Ụ Ả Ệ

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế

về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việccủa các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xácphụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng

Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toánphụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên chođến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương phápđơn 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

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệthống cung cấp điện:

 Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

 Phương pháp tính theo hệ số kM và công suất trung bình

 Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

 Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Trong thực tế tùy theo qui mô và đặc điểm của công trình, tùy theo giai đoạn thiết kế sơ

bộ hay kĩ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

Pcs = Pcs chung + Pcb = 14160(W) = 14,16(kW)

Vì dùng đèn sợi đốt nên cosφ = 1 và tanφ = 0: Qcs = 0 (kVAr)

2 Ph t i đ ng l c ụ ả ộ ự

Trong phân xưởng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau,muốnxác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm các thiết bị điện Việc phânnhóm phụ tải tuân theo nguyên tắc sau:

+ Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây

hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phânxưởng

+ Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụtải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điệncho nhóm

+ Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ độnglực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũngkhông nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8÷12

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện ở trên, chia các thiết bị trong phânxưởng thành 4 nhóm ( I, II, III, IV) như sau:

Bảng 1.1 Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng

STT Tên thiết bị Số hiệu Hệ số cosφ Công suất

- ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị

- Pi là công suất đặt của thiết bị

Số lượng hiệu dụng của nhóm thứ i:

- Pi là công suất định mức của thiết bị điện thứ i

Nếu số lượng thiết bị điện n > 4 và giá trị của tỉ số k = Pmax/Pmin nhỏ hơn giá trị kb chotrong bảng sau, ứng với hệ số sử dụng tổng hợp, thì có thể lấy giá trị nhd = n

- Hệ số sử dụng nhóm 1:

.0,44

i sdi sd

i

P k k

P





Hệ số

Cosφ

CôngsuấtP(KW)

i

P k k

P



- Số lượng hiệu dụng của nhóm 2:

 2

2

76,1 3,141845,89

i hdn

i

P n

Hệ số

Cosφ

CôngsuấtP(KW)

P k k

i

P n

i

P c c

CôngsuấtP(KW)

P k k

i hdn

i

P n

- Hệ số công suất của phụ tải nhóm 4:

ni

h l

ni

P n

dd

3,85

s l ncdl s l

4 T ng h p ph t i toàn phân x ổ ợ ụ ả ưở ng

Bảng 1.8 Bảng phụ tải tính toán phân xưởng

STT Phụ tải P cosφ P.cosφ

1 Động lực 188,65 0,675 127,34

2 Chiếu sáng 14,16 1 14,16

Xác định phụ tải tổng hợp theo phương pháp số gia:

Bài toán yêu cầu tổng hợp 2 nhóm phụ tải có tính chất khác nhau: nhóm phụ tải Độnglực (Pđl) ; nhóm phụ tải chiếu sáng (Pcs)

- Tổng công suất tác dụng tính toán toàn phân xưởng

0,040,415

P c c

 Vị trí đặt trạm biến áp cần dựa theo các qui tắc sau:

 Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải của khu vực được cung cấp điện càng tốt

 Vị trí đặt trạm phải đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến đường dây đưa điệnđến trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra, đồng thời phải đáp ứng cho sự pháttriện trong tương lai

 Vị trí trạm phải phù hợp với qui hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận

 Vị trí của trạm phải bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan, môi trường, có khảnăng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp…

 Vị trí của trạm biến áp được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây là nhỏnhất.

Từ sơ đồ mặt bằng nhà xưởng, vì ở góc phía cửa ra vào không có phụ tải, nên ta có thểđặt trạm biến áp ở trong, ngay sát tường nhà xưởng Phương án này có thể tiết kiệm được dâydẫn mạng hạ áp cũng như tiết kiệm được không gian

1.1 Xác đ nh tâm các nhóm ph t i c a phân x ị ụ ả ủ ưở ng

Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi 1điểm M có tọa

độ được xác định: M(Xnh,Ynh) theo hệ trục tọa độ Oxy:

Xnh= 



n i

n i i

S

x S

n i i

S

y S

1

1

Trong đó:

- Xnh, Ynh : tọa độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng

- Xi, yi : tọa độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ Oxy đã chọn

- Si : công suất phụ tải thứ i

Ta có bảng công suất và phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy

Bảng 2.1 Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải

- Tọa độ tâm phụ tải của nhóm 1 là:

1

105,554

i i nh

Hình 2.1 Tọa độ tâm các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng.

1.2 V trí đ t tr m bi n áp phân x ị ặ ạ ế ưở ng

Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:

- Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành cũngnhư thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay máy biến

Dựa vào các điều kiện lựa chọn vị trí tối ưu cho trạm biến áp và vị trí các phụ tảitrong phân xưởng ta chọn vị trí đăt trạm biến áp gần tâm phụ tải phân xưởng, ở phía sát tườngcao nhất bên trái, phía ngoài, góc trên của phân xưởng từ trái sang, từ trân xuống như sau:

Hình 2.2.Vị trí đặt máy biến áp

2 Ch n công su t và s l ọ ấ ố ượ ng máy bi n áp ế

2.1 Ch n s l ọ ố ượ ng máy bi n áp ế

Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện Các phụ

tải thuộc hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau

của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết Phụ tải loại III chỉ cần

đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ)

Ở đây số phụ tải loại I chiếm 60%, ta sử dụng 2 MBA làm việc song song

2.2 Ch n công su t máy bi n áp ọ ấ ế

Tổng quan cách chọn:

Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện

năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn

cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế - kĩ thuật Được tiến hành dựa trên công suất

tính toán toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác: ít chủng loại máy, khả năng

làm việc quá tải, đồ thị phụ tải…Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp:

-Sttsc : Công suất tính toán sự cố Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ một số phụ tải

không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA (các phụ tải loại III), nhờ

vậy giảm được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường

(kVA)

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi

cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế

2.3 Ch n máy bi n áp cho phân x ọ ế ưở ng

Coi phân xưởng chỉ gồm các phụ tải loại I nên ta cần đặt 2 MBA làm việc song song,

Ta chọn 2 MBA, mỗi máy có công suất 160 kVA

Kiểm tra lại MBA trong điều kiện sự cố Khi xảy ra sự cố 1 MBA, ta sẽ cắt bớt các

phụ tải loai III ra khỏi hệ thống, ta có:

Vậy ta sẽ sử dụng 2 MBA làm việc song song, mỗi máy có công suất 160 kVA

Bảng 2.3 Thông số máy biến áp

(kW)

PNΔ

2x160 22/0,4 0,45 2,15 4 1,7 2x152,625

( Tra bảng phụ lục 6 Giáo trình cung cấp điện trang 266 và bảng giá máy biến áp ABB 2013)

3 Xác đ nh s đ n i đi n t i u ị ơ ồ ố ệ ố ư

3.1 Ch n d ng s đ n i đi n cho phân x ọ ạ ơ ồ ố ệ ưở ng

Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau:

Sơ đồ hình tia: Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các

tủ động lực (TĐL) hoặc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc lập Kiểu sơ đồ

cung cấp điện có độ tin cậy cung cấp điện cao, nhưng chi phí đầu tư lớn, thường được dùng ở

các hộ loại I và loại II

TÐ L

TÐ L TP P

Kiểu sơ đồ phân nhánh dạng cáp: Các TĐL được CCĐ từ TPP bằng các đường cáp

chính Các đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ động lực, còn các thiết bị cũng

nhận điện từ các tủ động lực Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng loại cáp cũng ít Nó

thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều Nhược điểm là độ tin

cậy cung cấp điện thấp, thường dùng cho các hộ loại III

Hình 2.4 Sơ đồ phân nhánh dạng cáp.

Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằm trong nhà): Từ

các TPP cấp điện đến các đường dây trục chính Từ các đường trục chính được nối bằng cáp

riêng đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Loại sơ đồ này thuận tiện cho việc lắp đặt, tiết

kiệm cáp nhưng không đảm bảo được dộ tin cậy cung cấp điện, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở

một số phân xưởng loại cũ

TPP

Hình 2.5 Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây

Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không: Bao gồm các đường trục chính

và các đường nhánh Từ các đường nhánh sẽ được trích đấu đến các phụ tải bằng các đường

cáp riêng Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá phân tán công suất nhỏ (mạng chiếu

sáng, mạng sinh hoạt) và thường bố trí ngoài trời Kiểu sơ đồ này có chi phí thấp đồng thời

độ tin cậy CCĐ cũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III ít quan trọng

Hình 2.6 Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không

Sơ đồ thanh dẫn: Từ TPP có các đường cáp dẫn điện đến các bộ thanh dẫn Từ bộ

thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mềm đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Ưu điểm của

kiểu sơ đồ này là việc lắp đặt và thi công nhanh, giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi

hỏi chi phí khá cao Thường dùng cho các hộ phụ tải khi có công suất lớn và tập trung (mật

độ phụ tải cao)

Hình 2.7 Sơ đồ thanh dẫn.

Sơ đồ hỗn hợp: Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tùy theo các yêu cầu riêng

của từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải

Từ các ưu khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng

ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng

Ta xét các phương án đi dây:

- Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại góc phân xưởng từ đó kéo điện đến các tủ động lựcđược đặt sát tường.

- Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại góc phân xưởng từ đó kéo điện đến các tủ động lựcđược đặt gần tâm nhóm phụ tải

3.2 L a ch n s đ nói đi n t i u ư ọ ơ ồ ệ ố ư

3.2.1 Nguyên t c chung ch n dây d n và dây cáp cho s đ ắ ọ ẫ ơ ồ

Trong mạng điện phân xưởng, dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc

sau:

-Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép: trong phân xưởng thì điều kiện này

có thể bỏ qua vì chiều dài đường dây rất ngắn nên ΔU không đáng kể

-Kiểm tra độ sụt áp khi có động cơ lớn khởi động: điều kiện này ta cũng có thể bỏ qua

do phân xưởng không có động cơ có công suất quá lớn

-Đảm bảo điều kiện phát nóng

Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính là đảm bảo điều kiện phát nóng Sau đây ta

sẽ xét cụ thể về điều kiện phát nóng:

Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn:

+ Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, khc = 1.

+ Với cáp từ TBA đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh, khc = 1

+ Với cáp từ TĐL đến các thiết bị ta đi lộ đơn, cáp được đặt trong hào cáp và đi riêng từng

tuyến nên khc = 1

3.2.2 Ph ươ ng án 1

Đặt tủ phân phối ở góc trái cao nhất của phân xưởng, gần TBA, tủ động lực ở sát

tường

Hình 2.8 Sơ đồ đi dây phương án 1từ TBA – TPP- TĐL.

Hình 2.9 Sơ đồ đi dây phương án 1 tủ động lực – phụ tải

a Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp phân xưởng

Chọn dây dẫn đến trạm biến áp phân xưởng là dây cáp kép lõi đồng

Ta có dòng điện chạy trên đường dây:

( )

2 3

ttpx lv

lv kt

I

J

Chọn cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XPLE, đai thép, vỏ PVC do hãng

FURUKAWA chế tạo, mã hiệu XPLE.35 có: r0 = 0,524(Ω/km), x0 = 0,16(Ω/km), Icp =

170(A) ( Cáp được đặt trong rãnh) (Phụ lục 23 Giáo trình Cung cấp điện trang 277)

+ Kiểm tra điều kiện phát nóng:

-Isc: dòng điện chạy trên cáp khi xảy ra sự cố đứt 1 lộ cáp, Isc=2.Ilv(A).

Thay số vào ta thấy:

1 2 3 cp 1.170 170 lv 3,7( )

k k k I    I A

à cp 170( ) sc 2.3,7 7,4( )

Vậy dây dẫn thỏa mãn điều kiện phát nóng

+ Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Cdây = ΔA.cΔ = 20,75.1500 = 31,127(đ)

+ Chi phí qui đổi đường dây:

Zdây = (avh + atc) Vdây + Cdây(đ)

Trong đó:

-atc : Hệ số thu hồi vốn tiêu chuẩn

1 1 0,1258

tc tc

a T

b Chọn dây dẫn từ trạm biến áp tới tủ phân phối (lộ kép)

Dòng điện chạy trên dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối:

ax 214,45 69,18( )23,1

lv m kt kt

= 520 (A) (Tra bảng 37.pl sách Bài tập cung cấp điện trang 484)

Kiểm tra phát nóng của dây dẫn:

Ta có vốn đầu tư đường dây cao áp là v0 = 548,8.106(đ/km)

V = 1,6.v0.L = 1,6.548,8.106.2.10-3 = 1,756.106(đ)+ Hàm chi phí qui đổi:

Zdây = (avh + atc).Vdây + Cdây = 0,225.1,756.106 + 139,375.103 = 534,511.103(đ)

c Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực.

Để đảm bảo cung cấp điện được liên tục ngay cả khi xảy ra sự cố, ta chọn đường dây

từ tủ phân phối đến tủ động lực là đường dây kép

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1:

Dòng điện làm việc lớn nhất:

Theo điều kiện phát nóng:

khc.Icp = 150(A) ≥ Isc = 2.Ilv max = 2.63 =126(A)+ Tổn thất điện áp trên đường dây:

V = 2.v0.L = 2.124,8.4,35.10-3 = 1,086.106 (đ)+ Chi phí kinh tế cho phương án 1:

Z = (atc + avh).V + C = 0,225.1,086.106 + 194,197.103 = 438,493.103 (đ)

Tính toán cho các đoạn dây khác ở phương án 1 ta có bảng sau: