THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

Lời Mở Đầu Như biết, kinh tế nước ta đạt nhiều thành tựu to lớn phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề để bước vào thời kỳ mới, thời kì công nghiệp hóa đại hóa đất nước mà ngành điện đóng vai trò chủ đạo Cũng vai trò vô quan trọng ngành điện mà người kỹ sư hệ thống điện phải có vốn kiến thức vững ngành để tạo nên hệ thống chất lượng, thỏa mãn yêu cầu kinh tế kỹ thuật đưa vào vận hành thực tế Các tiêu đặt tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là: - Đảm bảo tiêu kỹ thuật - Độ tin cậy cung cấp điện cao - Vốn đầu tư nhỏ Các yêu cầu mang tính chất đối lập nhau, câu hỏi đặt làm để có hệ thống tối ưu Câu trả lời có môn học “ Hệ thống cung cấp điện” Sau gần năm học tập trường “ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC” em phần nắm bắt kiến thức ngành điện công việc người kỹ sư hệ thống điện tương lai nhiều môn học thiết thực mang tính ứng dụng cao Với vốn kiến thức nhỏ bé với giúp đỡ tận tình thầy giáo môn, em thực nghiên cứu tính toán thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện mang tính chất thực tế cao từ hoàn thành xong đồ án môn học “ Hệ thống cung cấp điện” Do kiến thức nắm bắt ngành kiến thức thực tế có hạn nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô để em có đồ án hoàn chỉnh đưa vào thực tế làm tài liệu phục vụ hữu ích cho công việc em sau Em Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên:Đặng Ngọc Hào Lớp: Đ6CNTD Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ BÀI 32B: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP A Dữ kiện Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp gồm phân xưởng với liệu cho bảng Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S k (MVA) Khoảng cách đấu điện đến nhà máy L(m) cấp điện áp truyền tải 110KV Thời gian sử dụng công suất cực đại TM(h) Phụ tải loại I loại II chiếm K I&II% Giá thành tổn thất điện c∆ = 1500đ/kwh Suất thiệt hại điện g th = 1000đ/kwh Tổn hao điện áp cho phép tính từ nguồn (điểm đấu điện) ∆U cp = 5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho Xí ngiệp 310 78 4480 Theo sơ Tên phân xưởng đồ mặt phụ tải thiết bị Phân xưởng đúc Bộ phận điện phân Xem liệu phân xưởng Lò Khối phân xưởng điện 35 35 14 (n) 350 Số lượng Tổng Tây Hệ số Hệ số nhu cầu công đặt kW 2500 1200 32 350 700 knc 0.49 0.41 0.42 0.59 0.57 suất, cosϕ 0.53 0.76 0.70 0.62 0.64 công suất phụ trợ Máy nén Máy nén Máy bơm 40 35 40 800 850 85 0.61 0.49 0.41 0.57 0.61 0.86 Máy bơm 35 70 0.42 0.61 _Trang _ Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Hình 1: sơ đồ mặt bằng nhà máy xi măng tỉ lệ: 1:10000 B Nhiệm vụ thiết kế I Tính toán phụ tải 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng * Xác định phụ tải động lực phân xưởng * Xác định phụ tải chiếu sáng thông thoáng * Tổng hợp phụ tải phân xưởng 1.2 Xác định phụ tải phân xưởng khác 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải mặt xí nghiệp dạng hình tròn bán kính r II Xác định sơ đồ nối mạng điện nhà máy 2.1 Chọn cấp điện áp phân phối 2.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (hoặc trạm phân phối trung tâm-TPPTT) 2.3 Chọn công suất số lượng máy biến áp trạm biến áp nhà máy trạm biến áp phân xưởng 2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy (hoặc TPPTT) _Trang _ Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 2.5 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến phân xưởng (sosánh phương án) III Tính toán điện 3.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 3.2 Xác định hao tổn công suất 3.3 Xác định tổn thất điện IV Chọn kiểm tra thiết bị điện 4.1 Tính toán ngắn mạch điểm đặc trưng (chọn điểm ngắn mạch phù hợp) - Chọn kiểm tra thiết bị: Cáp điện lực; sứ đỡ, máy cắt, dao cách ly, cầu dao, cầu chảy, áptômát, máy biến dòng thiết bị đo lường v.v 4.2 Kiểm tra chế độ mở máy động V Tính toán bù hệ số công suất 5.1.Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị cosϕ 2= 0,9 5.2 Đánh giá hiệu bù VI Tính toán nối đất chống sét VII Hạch toán công trình 7.1 Liệt kê thiết bị - Xác định tiêu kinh tế: Tổng vốn đầu tư công trình, vốn đầu tư đơn vị công suất đặt, tổng chi phí đơn vị điện vv Bản vẽ: Sơ đồ mặt xí nghiệp với bố trí thiết bị biểu đồ phụ tải Sơ đồ mạng điện mặt xí nghiệp (gồm sơ đồ phương án so sánh) Sơ đồ nguyên lý mạng điện (với đầy đủ mã hiệu thiết bị lựa chọn Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp, sơ đồ nối đất Bảng số liệu kết tính toán CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Nhà máy, xí nghiệp sản xuất nhiều loại sản phẩm trình hoạt động Những sản phẩm luôn đòi hỏi tính cạnh tranh cao đặc biệt giá thành Trong giá thành sản phẩm, chi phí tiêu thụ điện thời gian thu hồi vốn đầu tư đóng góp phần đáng kể vào giá thành sản phẩm Chính lý việc tính tón thiêt kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt ý đến vốn đầu tư công trình vấn đề tiết kiệm lượng tránh lãng phí với thiết bị không cần thiết Quan trọng việc xác định tâm phụ tải xác để có phương án dây tối ưu Ngoài phải tính đến khả phát triển phụ tải nhà máy xí nghiệp tương lai Để làm tất nhiệm vụ bước đàu tiên cần làm xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy Để xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy trước hết ta cần xác định phụ tải tính toán phân xưởng khu vực 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng  Công thức xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu công suất đặt thể sau: Pdl = Knc×Pđ (KW) _Trang _ Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Qdl = Pdl x tanφ (KVar)  Công thức xác định phụ tải chiếu sáng, lấy P0 = 0.015(kW/m2) Pcs = P0 x D (KW) Vì dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng nên: Qcs = (Kvar)  Phụ tải tính toán cho phân xưởng: Ptt = Pdl + Pcs (KW) Qtt = Qdl + Qcs (KVar) Stt = Itt = (KVA) (A) Trong đó: Ptt: Công suất tác dụng tính toán cho phân xưởng (Kw) Qtt: Công suất phản kháng tính toán cho phân xưởng(Kvar) Knc: Hệ số nhu cầu; Pđ: Công suất đặt (KW) D: Diện tích phân xưởng (m2); D = a×b (m2) Itt : Dòng điện tính toán đường dây truyyền tải (A) Hình vẽ kích thước chi tiết phân xưởng nhà máy thực tế _Trang _ Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Tỉ lệ: 1:10000  Thực tính toán cho phân xưởng, phận sau: • Phần xưởng vật liệu hàn Pdl = 0.68x800 = 544 (KW) Qdl = Pdl x tanφ = 544 x 1.078 = 586,432 (Kvar) Tính toán phụ tải chiếu sáng: Pcs = 0.015 × 2.2× 10 ×7 ×10 = 23.1 (KW); Qcs = (Kvar) Phụ tải điện tổng hợp cho phân xưởng trạm từ là: Ptt = Pdl + Pcs = 465,696 + 23.1 = 488,796 (KW) ; Qtt = Qdl + Qcs = 465,696 (Kvar); Stt = = 675,125 (KVA); _Trang _ Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Tính toán hoàn toàn tương tự với phân xưởng phụ tải khác ta bảng kết phụ tải tính toán sau: Bảng Phụ tải tính toán cho phân xưởng _Trang _ n 10 11 12 13 14 15 16 Tên phân xưởng phụ tải bộ phận nghiền sơ cấp bô phận nghiền thứ cấp bp xay nguyên liệu thô bộ phận sấy xi đầu lạnh của bp lò đầu nóng của bp lò kho liên hợp bp xay xi măng máy nén cao áp bp ủ và đóng bao bp u bọt nguyên liệu phân xưởng lò khoô vật liệu bp lựa chọn,cất giữ vl bột nhà ăn STB Pđ KW knc cosj tan a (m) b(m) S(m2) Pdl 15 1250 0.53 0.53 1.60 70.00 22.00 1540.00 662.50 11 1600 0.62 0.62 1.27 18.00 22.00 396.00 60 690 0.68 0.68 1.08 17.00 22.00 15 1250 0.56 0.56 1.48 9.00 11 1150 0.76 0.76 0.86 60 570 0.78 0.78 16 920 0.80 35 1250 29 Pcs Qcs Ptt Qtt S (KVA) Itt 1060.00 23.10 0.00 685.60 454210.00 454210.52 690101.49 992.00 1255.36 5.94 0.00 997.94 989956.48 989956.98 1504084.03 374.00 469.20 505.92 5.61 0.00 474.81 222780.85 222781.36 338481.26 22.00 198.00 700.00 1035.62 2.97 0.00 702.97 492079.00 492079.50 747637.46 10.50 8.50 89.25 874.00 747.41 1.34 0.00 875.34 765046.07 765046.57 1162368.01 0.80 10.50 8.50 89.25 444.60 356.69 1.34 0.00 445.94 198264.37 198264.87 301232.31 0.80 0.75 40.00 18.00 720.00 736.00 552.00 10.80 0.00 746.80 549644.80 549645.31 835099.65 0.67 0.67 1.11 13.00 8.00 104.00 837.50 927.95 1.56 0.00 839.06 702712.75 702713.25 1067662.33 1600 0.72 0.72 0.96 13.00 8.00 104.00 1152.00 1110.36 1.56 0.00 1153.56 1328901.12 1328901.62 2019057.13 30 690 0.65 0.65 1.17 22.00 12.00 264.00 448.50 524.35 3.96 0.00 452.46 202928.31 202928.81 308318.44 20 1250 0.47 0.55 1.52 11.00 8.50 93.50 587.50 892.11 1.40 0.00 588.90 345980.22 345980.72 525663.32 1150 0.43 0.76 0.86 11.00 8.50 93.50 494.50 422.88 1.40 0.00 495.90 245223.79 245224.29 372579.76 15 570 0.42 0.64 1.20 10.00 18.00 180.00 239.40 287.42 2.70 0.00 242.10 57958.74 57959.25 88059.96 20 126 0.50 0.53 1.60 29.00 8.50 246.50 63.00 100.80 3.70 0.00 66.70 4201.94 4202.47 6385.00 35 80 0.54 _Trang 0.62 1.27 19.00 8.50 161.50 43.20 _ 54.67 2.42 0.00 45.62 1970.89 1971.42 2995.26 45.00 80.00 0.43 1307.75 34.32 Bài tập dài: Cung cấp điện 0.68 1.08 15.00 16.00 240.00 - 34.40 Qdl Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 37.09 3.60 0.00 38.00 1307.20 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ _Trang _ Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 1.2 Tổng hợp phụ tải toàn nhà máy, xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải mặt nhà máy dạng hình tròn bán kính r 1.2.1 Tổng hợp phụ tải toàn nhà máy Pttnm=Kđt Với: Kđt=0,9 hệ số đồng thời toàn nhà máy Vậy từ bảng ta có: Pttnm=0.9×(2874.705)=2587.23 (Kw) Phụ tải phản kháng tổng hợp toàn nhà máy Qttnm=Kđt ∑ Qtti =0.9×(3161.423)=2845.28 (KVar) Phụ tải toàn nhà máy với hệ số đồng thời kđt = 0.9: Sttnm = = 3845.696(KVA) 1.2.2 Hệ số công suất toàn nhà máy Cos ϕ ttnm = = = 0,673 1.2.3 Xác định tâm phụ tải toàn nhà máy: Ý nghĩa tâm phụ tải thiết kế cung cấp điện Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện việc tính toán tìm tâm phụ tải đóng vai trò qua trọng, để ta xác định vị trí đặt trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối tủ động lực nhằm tiết kiệm chi phí giảm tổn thất lưới điện Tâm phụ tải giúp công tác quy hoạch phát triển nhà máy tương lai nhằm có sơ đồ cung cấp điện hợp lý tranh lãng phí đạt tiêu kỹ thuật nhưn mong muốn Tâm phụ tải điện điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu Trang 10 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ trạm trời dùng góp mềm Thanh góp nơi nhận điện từ nguồn cung cấp đến phân phối điện cho phụ tải tiêu thụ Thanh góp phần tử thiết bị phân phối Điều kiện chọn kiểm tra góp theo tài liệu cung cấp điện tiến sĩ Ngô Hồng Quang ta có:  Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1×K2×Icp ≥ Iđm = = = 101.8385 (A)  Icp ≥ 101.8385 (A) Chọn loại dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước (100x10) mm 2, pha ghép với Icp = 2*3610 =7200 A K1 = với góp đặt đứng K2 = (Hệ số điều chỉnh theo môi trường việt nam) Icp = 7200A > Icb = 5896A  Tương tự với điều kiện lựa chọn kiểm tra máy cắt: Máy cắt góp đặt tủ hợp loại 8DC11, máy có cắt dòng điện cắt Ic =25kA, góp có dòng ổn định động Iôđđ=63kA lớn so với dòng ngắn mạch cực đại IN=7.644 kA dòng xung kích ixk=20.647 kA góp trạm PPTT Do máy cắt góp đạt yêu cầu kỹ thuật nêu  Lựa chọn kiểm tra dao cách ly: Dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu cách ly phần mang điện không mang điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện Dao cách ly cắt đóng không tải máy biến áp công suất máy không lớn Cầu dao chế tạo cấp điện áp Ta dùng chung loại dao cách ly cho tất trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt thay Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.MC ≥ Uđm.m = 22 kV Dòng điện định mức: Iđm.CL ≥ Ilvmax = Ittnm = 101.8385 (A) Dòng điện ổn định động cho phép: iđm.đ ≥ ixk = 20.647 (kA) Chọn loại 3DC hãng Siemens chế tạo với thông số cho bên dưới: Bảng thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC Trang 58 Bài tập dài: Cung cấp điện Uđm (kV) 22 - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Iđm (A) 630 INt (kA) 35 INmax (kA) 40 - 80  Lựa chọn kiểm tra cầu chì Cầu chì thiết bị có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện có dòng điện lớn trị số cho phép qua Vì chức cầu chì bảo vệ qua tải ngắn mạch Trong lưới điện áp cao( >1000 V) cầu chì thường dùng vị trí sau: Bảo vệ máy biến áp đo lường cấp điện áp.Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ đường dây trung áp.Đặt phía cao áp trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp.Cầu chì chế tạo nhiều kiểu, nhiều cấp điện áp khác nhau, cấp điện áp trung áp cao thường sử dụng loại cầu chì ống.Cầu chì chọn theo điều kiện sau: Điện áp dịnh mức: Uđm.CC ≥ Uđm.m = 22 kV Dòng điện định mức: I đm.CC ≥ I max = - k qtbt S đmBA 3.U đm A Với trạm biến áp B1,B5,B7 có SđmBA=320 kVA I đm.CC ≥ I max = k qtbt S đmBA 3.U đm = 1,3.320 = 10.92 A 3.22 Chọn cầu chì cao áp siemens chế tạo có thông số sau: Uđm (kV) 22 - Iđm (A) 16 Icắt Nmin (A) 40 Icắt N (kA) 62 Với trạm biến áp B2 có SđmBA=560 kVA I đm.CC ≥ I max = k qtbt S đmBA 3.U đm = 1,3.560 = 19.105( A) 3.22 Chọn cầu chì cao áp loại 3GD1 604-5B Siemen chế tạo có thông số sau: Uđm (kV) 22 - Iđm (A) 20 Icắt Nmin (A) 120 Icắt N (kA) 31,5 Với trạm biến áp B3 có SđmBA=630 kVA I đm.CC ≥ I max = k qtbt S đmBA 3.U đm = 1,3.630 = 21.49 A 3.22 Chọn cầu chì cao áp loại 3GD1 606-5D Siemen chế tạo có thông số sau: Uđm (kV) Iđm (A) Icắt Nmin (A) Icắt N (kA) Trang 59 Bài tập dài: Cung cấp điện 22 - - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 32 230 31,5 Với trạm biến áp B4 có SđmBA= 250 kVA I đm.CC ≥ I max = k qtbt S đmBA 1,3.250 = 8,53 A 3.22 = 3.U đm Chọn cầu chì cao áp loại 3GD1 604-5B Siemen chế tạo có thông số sau: Uđm (kV) 22 - Iđm (A) 16 Icắt Nmin (A) 40 Icắt N (kA) 62 Với trạm biến áp B6 có SđmBA=180kVA I đm.CC ≥ I max = k qtbt S đmBA 3.U đm = 1,3.180 = 6.141A 3.22 Chọn cầu chì cao áp loại Siemen chế tạo có thông số sau: Uđm (kV) 22 Iđm (A) 16 Icắt Nmin (A) 40 Icắt N (kA) 62  Lựa chọn Aptomat kiểm tra: Cấp điện áp lựa chọn aptomat cấp điện áp hạ áp 0,4 kV: Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức bảo vệ tải ngắn mạch Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời ba pha khả tự động hoá cao, nên Aptomat dù đắt tiền ngày sử dụng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp lưới điện chiếu sáng sinh hoạt Aptomat tổng, Aptomat phân đoạn Aptomat nhánh chọn dùng Aptomat hãng Merlin Gerin chế tạo Aptomat chọn theo điều kiện sau: * Đối với Aptomat tổng Aptomat phân đoạn Điện áp định mức: Uđm.A ≥ Uđm.m = 0,38 kV Dòng điện định mức: Iđm.A ≥ Ilvmax với: - Ilvmax = k qtbt S dm.BA 3.U dm, m Với trạm biến áp B1,B5,B7 có SđmBA=320 kVA Trang 60 Bài tập dài: Cung cấp điện 3.U đm k qtbt S đmBA 1,3.560 = 19.1A 3.22 = 3.U đm k qtbt S đmBA 3.U đm = 1,3.630 = 21.49 A 3.22 Với trạm biến áp B4 có SđmBA= 250 kVA I đm.CC ≥ I max = - 1,3.320 = 10.92 A 3.22 Với trạm biến áp B3 có SđmBA=630 kVA I đm.CC ≥ I max = - = Với trạm biến áp B2 có SđmBA=560 kVA I đm.CC ≥ I max = - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ k qtbt S đmBA I đm.CC ≥ I max = - - k qtbt S đmBA = 1,3.250 = 8,53 A 3.22 = 1,3.180 = 6.14 A 3.22 3.U đm Với trạm biến áp B6 có SđmBA=180kVA I đm.CC ≥ I max = k qtbt S đmBA 3.U đm Ta có bảng kết chọn Aptomat tổng Aptomat phân đoạn: Tên Loại trạm Số Uđm Iđm Icắt đm Số lượng V A kA cực B1,B5,B7 1020C 230/400 25 75 B2 1020C 230/400 25 55 B3 1020C 230/400 25 55 B4 1020C 230/400 25 40 B6 1020C 230/400 25 40  Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng điện BI: Máy biến dòng điện BI có chức biến đổi dòng điện sơ cấp xuống 5A ( 1A 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hoá bảo vệ rơle BI chọn theo điều kiện sau:  Điện áp định mức: Uđm.BI ≥ Uđm.m = 22 kV Trang 61 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ  Dòng điện sơ cấp định mức phải lớn dòng điện làm việc lớn mạng: Iđm-BI ≥ Ilv-max = 50.462 (A) Theo phụ lục 27 tài liệu cung cấp điện TS Trần Quang Khánh ta chọn BI loại 4MA74 , kiểu hình trụ hãng Siemens chế tạo Thông số kỹ thuật Uđm U chịu đựng tần số công nghiệp Iđm Ixkick Iôđđông (kV) (hz) (A) (kA) (kA) 4MA74 24 70 20/2500 A 80 120  Chọn máy biến áp đo lường BU: Căn vào đặc điểm hệ thống tài liệu Cung cấp điện TS Trần Quang Khánh ta chọn máy biến điện áp ba pha năm trụ loại 4MS34 Siemens chế tạo để kiểm tra cách điện máy biến áp ba pha trung tính cách ly cấp 22KV Các điều kiện sau cần phải thỏa mãn:  Máy biến điện áp phải có điện áp định mức với điện áp danh định mạng Uđm = 22KV  Công suất định mức phải lớn công suất phụ tải: S tt = 3845.696 KVA  Cấp xác thiết bị: 0.5  Thông số BU chọn bảng sau: Uđm U1đm Thông số kỹ thuật BU (kV) (kV) 4MS34 22 KV U2đm (V) 100/ (VA) 0.5 800 Cấp xác thiết bị Tải định mức 22/ 4.3 Kiểm tra chế độ mở máy động Ta kiểm tra chế độ khởi động động lớn phân xưởng Độ lệch điện áp khởi động động xác định theo biểu thức: Trang 62 Bài tập dài: Cung cấp điện ∆U kd = - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Z mba + Z dd 100 Z mba + Z dd + Z dc Tổng trở động lúc mở máy: Coi hệ số mở máy động Kmm= 4,5 Z dc = X dc = Un 3.I n K mm = 380 = 2.363Ω × 20.63 × 4,5 Z ba + Z dd = (0,042 + 0,005) + (0,89 + 0,0415 + 0,0387) = 0,98Ω Z ba + Z dd + Z dc = (0,042 + 0,005) + (0,89 + 0,0415 + 0,0387 + 2,363) = 2.532Ω ∆U kd = Z mba + Z dd 100 = 0,98 100 = 41.67% Z mba + Z dd + Z dc 2.532 45 % Vậy chế độ khởi động động ổn định CHƯƠNG V TÍNH TOÁN BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT Trang 63 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 1.1 Tính toán bù hệ số công suất để nâng cos�=0.9 Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosϕ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không 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 kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, công suất phản kháng Q công suất từ hoá máy điện xoay chiều, không sinh công Quá trình trao đổi công suất phản kháng náy phát hộ tiêu dùng điện qúa trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dòng điện không Việc tạo công suất phản kháng không đòi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cosϕ mạng nâng cao, P, Q góc ϕ có quan hệ sau: P ϕ = arctg Q Khi lượng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc ϕ giảm, kết cosϕ tăng lên Hệ số công suất cosϕ nâng cao lên đưa đến hiệu sau: * Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện * Giảm tổn thất điện áp mạng điện * Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Trang 64 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ * Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ * Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản pháng tiêu thụ như: hợp lý hoá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có công suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù * Nâng cao hệ số công suất cosϕ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng CSPK phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng Xác định dung lượng bù cần thiết: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qbù = Pttnm ( tgϕ1 - tgϕ2 ) Trong đó: Pttnm - phụ tải tác dụng tính toán nhà máy (kW), Pttnm=2874.77 kW ϕ1 - góc ứng với hệ số công suất trung bình trước bù, cosϕ1 = 0,673 ⇒ tgϕ1 =1.099 ϕ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù cosϕ2 = 0,9 ⇒ tgϕ2 =0,484 Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù = Pttnm ( tgϕ1 - tgϕ2 ) = 2587.23x( 1.099- 0,484 ) = 1591 kVAr Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xưởng mạng liên thông gồm nhánh có sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính toán sau: Trang 65 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbi = Qi - (Q ttnm −Q ) Ri b Rtd Trong đó: Qbi - công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] Qi - công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] Qb - công suất bù toàn nhà máy, Qb =4051,116 kVAr Qttnm - phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy, tính chươngI: Qttnm = 3161.42 kVAr Ri - điện trở nhánh thứ i [Ω], Ri = RB +RC RB: điện trở máy biến áp (Ω) ∆PN U dmBA 10 (Ω) RB = n.S dmBA RC: điện trở đường cáp (Ω) RC =r0 L (Ω) Rtđ = + + + R1 R2 Rn Để tính toán, ta có bảng số liệu cụ thể sau Tính điện trở đường cáp cao áp 22 kV Đường cáp PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 PPTT-B5 PPTT-B6 B4 - B7 Loại cáp F, mm2 XLPE 35 XLPE 35 XLPE 35 XLPE 35 XLPE 35 XLPE 35 XLPE 35 L, m 38.08 18.9 46.01 30.15 15.7 29.7 47 Số lộ 2 2 2 R, Ω 0.0100 0.0050 0.0121 0.0079 0.0041 0.0078 0.0123 Trang 66 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ ∆PN U dmBA 10 (Ω) Tính điện trở máy biến áp: RB = n.S dmBA Trong đó: ∆PN – tổn thất công suất ngắn mạch (kW) Uđm - điện áp định mức MBA (kV) SđmBA – công suất định mức MBA (kVA) TBA Sđm, kVA ∆Πν, κΩ B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 320 560 630 250 320 180 320 3.85 6.35 6.45 3.2 3.85 2.45 3.85 Số máy 2 2 2 R B,  9.0986 4.9002 3.9327 12.39 9.0986 18.299 9.0986 * Tính điện trở nhánh Đường cáp R B, Ω R C, Ω R =RB+RC, Ω TPPTT-B1 9.0986 0.01 9.1086 TPPTT-B2 4.9002 0.005 4.9052 TPPTT-B3 TPPTT-B4 TPPTT-B5 3.9327 12.39 9.0986 0.0121 0.0079 0.0041 3.9448 12.3979 9.1027 TPPTT-B6 18.299 0.0078 18.3068 B7-B4 9.0986 0.0123 9.1109 ∗ Điện trở tương đương toàn mạng cao áp: Rtđ  1   + + =  + Rn   R1 R2 −1 (Ω) Tính toán excel ta kết sau : Đường cáp R B, Ω R C, Ω TPPTT-B1 TPPTT-B2 9.0986 4.9002 0.01 0.005 R =RB+RC Ω 9.1086 4.9052 1/Ri 0.10979 0.20387 Trang 67 Bài tập dài: Cung cấp điện TPPTT-B3 TPPTT-B4 TPPTT-B5 TPPTT-B6 B7-B4 3.9327 12.39 9.0986 18.299 9.0986 0.0121 0.0079 0.0041 0.0078 0.0123 Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 3.9448 12.3979 9.1027 18.3068 9.1109 Rtd 0.2535 0.08066 0.10986 0.05462 0.10976 1.085 Vậy điện trở tương đương : Rtđ = 0.922 (Ω) Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh Qbi = Qi - × Rtđ (Kvar) Công suất phản kháng tính toán Qi phụ tải: Q1 = Qttpx1 = 407.58 kVAr Q2 = Qttpx2 = 732.16 kVAr Q3 = QttB3 = 747.3 kVAr Q4 = Qttpx7 = 263.15 kVAr Q5 = QttB5 = 470.47 kVAr Q6 = Qttpx6 = 191.19 kVAr Q7 = QttB7 = 349.58 kVAr Tính toán bù công suất phản kháng cho nhánh ta có bảng kết dung lượng bù cho nhánh sau: Tên nhánh Ri Qi, kVAr Qttnm, kVAr Qbù tổng, kVAr TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 TPPTT-B5 TPPTT-B6 B7-4 9.098632813 4.900191327 3.932728647 12.3904 9.098632813 18.29938272 9.098632813 407.58 732.16 747.3 263.15 470.46 190.83 349.59 2845.28 1768 Qbù i, kVAr 298 529 495 183 361 137 240 Trang 68 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Tổng 2,244 Do trạm sử dụng hai máy biến áp nên cần chọn tụ chẵn để chia cho hai phân đoạn góp hạ áp Chọn dùng loại tủ điện bù có điện áp định mức 380V DAE YEONG, cụ thể với trạm biến áp ghi bảng (Thông số kỹ thuật theo tài liệu cung cấp điện Ngô Hồng Quang Phụ lục 34) Tên Qi, kVAr Qbù i, kVAr Loại trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Tính toán 407.58 732.16 747.3 263.15 470.46 190.83 349.59 Tối ưu 298 529 495 183 361 137 240 tụ DLE-3H10K6T DLE-3H10K6T DLE-3H10K6T DLE-3H10K6T DLE-3H10K6T DLE-3H10K6T DLE-3H10K6T Số pha Qtụ, Số lượng 3 3 3 kVAr 75 75 75 75 75 75 75 (n) 4 2 Kết tính toán đặt tụ bù cosϕ trạm BAPX * cosϕ nhà máy sau đặt thiết bị bù: -Tổng lượng công suất tụ bù : Qtụ bù = 24x75 = 1800 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy sau bù Q = Qttnm - Q tụ bù = 2845.28 - 1800 = 1045.28 kVAr - Hệ số công suất nhà máy sau bù: tgϕ = = = 0.404 ⇒ cosϕ = 0.927 ∗ Kết luận: Theo quy định EVN hệ số công suất yêu cầu hệ thống tram biến áp nguồn cosϕ ≥ 0.9 Sau lắp đặt bù cho lưới hạ áp nhà máy hệ số công suất cosϕ nhà máy đạt yêu cầu 1.2 Đánh giá hiệu bù  Ta có hệ số công suất trước bù công suất phản kháng: cosϕ1 = 0.673  Sau thực bù công suất phản kháng hệ số công suất hệ thông trạm nguồn: cosϕ = 0.927 thỏa mãn yêu cầu đơn vị cung cấp điện  Việc bù công suất phản kháng mang lại hiệu sau: Trang 69 Bài tập dài: Cung cấp điện - - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Giảm tổn thất công suất, ổn định điện áp truyền tải tăng khả tải đường dây Mặt khác không đảm bảo hệ số công suất nhà máy phải trả thêm tiền điện theo quy định nhà cung cấp tiêu thụ nhiều công suất - phản kháng Việc tính toán bù công suất phản kháng thỏa mãn yêu cầu đặt Nội Dung Trang LỜI NÓI ĐẦU Đề CHƯƠNG I – TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng 1.2 Tổng hợp phụ tải toàn nhà máy, dựng biểu đồ phụ tải CHƯƠNG II – THIẾT KẾ SƠ BỘ, CHỌN PHƯƠNG ÁN 2.1 Chọn cáp điện áp phân phối 2.2 Xác định phương án cấp điện, vị trí đặt trạm phân phối trung tâm 2.3 Chọn công suất, số lượng MBA TBA phân xưởng 2.4 Lựa chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm phân phối trung tâm Phương án Phương án Phương án Chọn phương án tối ưu CHƯƠNG III – TÍNH TOÁN ĐIỆN 3.1 Xác định tổn thất điện áp tgrên đường dây 3.2 Xác định tổn thất công suất tổn thất điện 3.3 Thiết kế chi tiết cho phương án tối ưu – phương án 2 4 12 12 12 13 19 23 27 31 36 37 38 39 41 Trang 70 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Trạm phân phối trung tâm Trạm biến áp phân xưởng Chương – CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 4.1 Tính toán ngắn mạch lựa chọn thiết bị 4.2 Lựa chọn kiểm tra dây dẫn – khí cụ điện 4.3 Kiểm tra chế độ mở máy động Chương - TÍNH TOÁN BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT 5.1 Tính toán bù công suất đảm bảo hệ số công suất 1.1 Đánh giá hiệu bù MỤC LỤC Nội Dung 41 43 46 46 52 58 60 60 66 67 Trang LỜI NÓI ĐẦU Chương - TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN 1.1 Phân tích nguồn phụ tải 1.2 tính toán cân công suất 1.3 Xây dựng phương án nối dây Chương - TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Phương án 2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 2.3 Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu 2.3.1 Hàm chi phí tính toán Phương án 2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp 2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 1 10 10 12 17 17 19 21 Trang 71 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ 2.3 Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu 2.3.1 Hàm chi phí tính toán 2.3.2 So sánh kinh tế kỹ thuật cho hai phương án - chọn phương án ưu Chương - CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 3.1 Chọn máy biến áp 3.2 Chọn sơ đồ nối điện Chương - TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƯỚI 4.1 Tính toán chế độ phụ tải max 4.2 Tính toán chế độ cố phụ tải max Chương - TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 5.1 Tính bổ sung cho chế độ phụ tải 5.2 Chọn đầu phân áp Chương - TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT Nhận xét đánh giá thầy cô MỤC LỤC 29 29 30 31 31 33 36 36 46 56 57 60 63 65 66 Trang 72 [...]... điện cho phụ tải 1  Trạm biến áp B2: Cung cấp điện cho phụ tải 2  Trạm biến áp B3: Cung cấp điện cho phụ tải 3, 4, 8, 9  Trạm biến áp B4: Cung cấp điện cho phụ tải 7  Trạm biến áp B5: Cung cấp điện cho phụ tải 5, 6  Trạm biến áp B6: Cung cấp điện cho phụ tải 13, 14, 15  Trạm biến áp B7: Cung cấp điện cho phụ tải 10, 11, 12 • Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng ta sẽ đặt trạm tại vị... tập trung, công suất lớn Điện năng cấp cho xí nghiệp được lấy từ trạm biến áp trung gian bằng các đường dây trung áp Cấp điện áp trong phạm vi đồ án được xác định là cấp 22KV Trong một xí nghiệp cần đặt nhiều trạm biến áp phân xưởng, mỗi phân xưởng lớn một trạm, phân xưởng nhỏ đặt gần nhau chung một trạm Để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng cần đặt tại trung tâm xí nghiệp một trạm phân phối, gọi... vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: U = 4.34 × = 28.04(KV) Từ kết quả tính toán ta kết luận sẽ chọn cấp điện áp của nguồn là 22kV Với cấp điện áp này ta sẽ sử dụng trực tiếp điện áp 22 KV từ hệ thống 2.2 Xác định phương án cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng và vị trí đặt trạm phân phối trung tâm  Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công. .. M(X0 ,Y0 ) cho toàn nhà máy theo công thức sau: X0 = = = 70.42(m) Y0 = = = 43.13(m) Vậy tâm phụ tải điện của toàn xí nghiệp là: M(70.2 ; 43.13) 1.2.4 Xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng đường tròn bán kính r Biểu đồ phụ tải điện là một hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệ xích nhất... vị trí, công suất của các phân xưởng Tiến hành tính toán thiết kế xây dựng 7 trạm biến áp phân xưởng Mỗi trạm đều sử dụng 2 máy biến áp vận hành song song Riêng với phụ tải loại 3 cho phép mất điện khi sự cố, vì vậy khi xảy ra sự cố một trạm biến áp phân xưởng có thể cắt giảm 22% phụ tải loại 3 nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư cho máy biến áp Chi tiết như sau:  Trạm biến áp B1: Cung cấp điện cho phụ... hiện ở tổn thất điện áp cực đại khi vận hành cũng như về tổn thất điện năng trên toàn hệ thống, ngoài ra cấp điện áp truyền tải còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí đầu tư cho cách điện của đường dây Để tối ưu hóa việc chọn cấp điện áp truyền tải từ nguồn đến tram biến áp trung gian của nhà máy ta tiến hành tính toán theo công thức kinh nghiệm như sau: U = 4.34× (kV) Trong đó: Pttnm – Công suất tổng... xưởng  ΣStt : Tổng công suất tính toán của các phân xưởng mà trạm cung cấp điện  Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp như sau: Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B1 1 Bộ phận điện Tổng 571.841 318.5971 571.841 320 Trạm B1 khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là: Scắt = 571.841 – 1.4x320 = 123.841 (KVA) Tỉ lệ tải bị cắt điện là: 21.66% Công suất tác dụng... tải theo tỉ lệ xích nhất định tùy ý Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp điện Biểu đồ phụ tải được chia thành 2 phần: - Phụ tải động lực: phần hình quạt màu trắng Phụ tải chiếu sáng: phần hình quạt màu đen Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởng... Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ • Sơ độ nhà máy kim loại màu khi gắn hệ tọa độ xOy: • Biểu đồ phụ tải trên mặt phẳng nhà máy Trang 15 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ CHƯƠNG II – THIẾT KẾ SƠ BỘ, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 2.1 Chọn cấp điện áp phân phối Cấp điện áp truyền tải có liên quan trực... thành 1 KWh tổn thất điện năng; Z2 = (0,1+0,125)× 954.467×106 +1500×10143.406 = 229.970 (triệu đồng) Trang 34 Bài tập dài: Cung cấp điện - Đặng Ngọc Hào_Đ6CNTĐ Sơ đồ đi dây trung phương án 3: Sơ đồ sử dụng mạng kín Sử dụng sơ đồ mạng kín có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện luôn ở mức cao, tuy nhiên việc tính toán thiết kế, thi công & vận hành là