Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với xu hội nhập, trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn cách mạnh mẽ Trong trình phát triển đó, điện đóng vai trò quan trọng Do ngày điện sử dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực đời sống Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ kinh tế, đời sống xã hội ngày nâng cao, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng Để đảm bảo nhu cầu to lớn đó, phải có hệ thống cung cấp điện an toàn tin cậy Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp”, sau thời gian làm đồ án, hướng dẫn thầy Nguyễn Anh Tuân, đến em hoàn thành nội dung đồ án môn học Do thời gian có hạn nên tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo, giúp đỡ thầy cô để đồ án hoàn thiện Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Anh Tuân giúp em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 00 tháng năm 2012 Sinh viên Nguyễn Khắc Quỳnh GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh CHƯƠNG TÍNH TOÁN PHỤ TẢI **Mục đích việc xác định phụ tải tính toán Phụ tải tính toán phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ hủy hoại cách điện.Nói cách khác, phụ tải tính toán đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính toán đảm bảo an toàn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính toán sử dụng để chọn lựa kiểm tra thiết bị HTĐ như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào yếu tố như: công suất,số lượng máy,chế độ vận hành chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành công nhân Vì xác định phụ tải tính toán nhiệm vụ khó khăn quan trọng.Bởi phụ tải tính toán xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến cháy nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện(đóng ngắt,máy biến áp…), tiết diện dây dẫn phải làm lớn so với yêu cầu làm gia tăng vốn đầu tư, gây lãng phí +)Các phương pháp xác định phụ tải tính toán Do tính chất quan trọng phụ tải tính toán nên có nhiều công trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên chưa thể có phương pháp tính toán cách toàn diện xác Những phương pháp đơn giản thuận tiên cho tính toán lại thiếu độ xác,còn nâng cao độ xác,xét đến ảnh hưởng nhiều yếu tố khối lượng tính toán lại lớn,phức tạp,thậm chí không thực thực tế Tùy thuộc đặc điểm loại phụ tải áp dụng phương pháp sau: - Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu - Phương pháp tính theo công 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 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh 1.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG 1.1.1 phụ tải động lực phân xưởng Qua khảo sát đo đạc mặt với kiên cho đề ta có bảng khảo sát khu xí nghiệp công nghiệp cần thiết kế cung cấp điện sau: STT 10 11 Tên phân xưởng phụ tải Số lượng thiết bị điện Tổng công suất đặt Pd,kW Hệ số nhu cầu Knc Hệ số công suất cosφ tanφ Diện tích m2 Phân xưởng thiết bị cắt Phân xưởng 149 150 0.67 0.65 1.17 12950 190 100 0.78 0.65 1.17 10312.5 Phân xưởng dụng cụ Phân xưởng sữa chữa điện Phân xưởng làm khuôn Phân xưởng sữa chữa khí Nhà hành chính, sinh hoạt Khối nhà kho Phân xưởng thiết bị không tiêu chuẩn Nhà ăn 447 800 0.70 0.67 1.11 10250 250 50 0.62 0.78 0.80 5950 81 35 0.84 0.70 1.02 2250 315 30 0.77 0.62 1.27 2625 100 50 0.34 0.84 0.65 6750 100 35 0.37 0.77 0.83 8400 56 30 0.39 0.61 1.30 2025 23 260 0.45 0.86 0.59 5850 Phân xưởng gia công 18 162 0.45 0.78 0.80 3600 Bảng 1.1 Số liệu kháo sát khu xí nghiệp Với số liệu ta tính toán phụ tải động lực theo phương pháp hệ số nhu cầu Phụ tải tính toán phân xưởng xác định theo công thức sau: Pdl = Knc*Pd Qdl = Pdl*tanφ GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Trong đó: Knc : hệ số nhu cầu Tanφ suy từ hệ số công suất cosφ Ví dụ: tính toán phụ tải động lực phụ tải phân xưởng Phân xưởng thiết bị cắt + Công suất tính toán động lực: Pdl = knc*Pd =0.67*150=100.5 kW + Công suất phản kháng động lực: Qdl = Pdl*tanφ =100.5*1.17=117.585 kVAr Tính toán tương tự cho phân xưởng khác ta có bảng sau: STT Tên phân xưởng phụ tải Tổng công suất đặt Pd,kW Phân xưởng thiết bị cắt Phân xưởng 150 0.67 1.17 100.5 117.585 100 0.78 1.17 78 91.26 Phân xưởng dụng cụ Phân xưởng sữa chữa điện Phân xưởng làm khuôn Phân xưởng sữa chữa khí Nhà hành chính, sinh hoạt Khối nhà kho Phân xưởng thiết bị không tiêu chuẩn Nhà ăn 800 0.70 1.11 560 621.6 50 0.62 0.80 31 24.8 35 0.84 1.02 29.4 29.988 30 0.77 1.27 23.1 29.337 50 0.34 0.65 17 11.05 35 0.37 0.83 12.95 10.749 30 0.39 1.30 11.7 15.21 260 0.45 0.59 117 69.03 10 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Hệ số nhu cầu Knc Page tanφ Pdl kW Qdl kVAr Trường Đại Học Điện Lực 11 SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Phân xưởng gia công 162 0.45 0.80 72.9 58.32 Bảng 1.2: phụ tải động lực phân xưởng xí nghiệp 1.1.2 tính toán phụ tải chiếu sáng Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng đáp ứng yêu cầu độ rọi hiệu chiếu sáng chiếu sáng thị giác Ngoài độ rọi, hiệu chiếu sáng phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, lựa chọn hợp lý chao chóp đèn, bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ thuật kinh tế, mỹ thuật.Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau: - Không bị lóa - Không có bóng tối - Phải có độ rọi đồng - Phải tạo ánh sáng giống ánh sáng ban ngày Nếu dùng đèn sợi đốt cosφ=1 →tanφ=0 Nếu dùng đèn huỳnh quang cosφ=0.8→tanφ=0.75 Hệ thống chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng có loại đèn là: bóng đèn sợi đốt bóng đèn huỳnh quang Các phân xưởng sản xuất thường dung đèn huỳnh quang đèn huỳnh quang cí tần số 50Hz thường gây ảo giác gây nguy hiểm cho người vận hành thường gây tai nạn lao động Vì phân xưởng sản xuất dùng bóng đèn sợi đốt, khu nhà sinh hoạt, nhà kho chứa nên dùng bóng huỳnh quang Nếu dùng đèn sợi đốt cosφ=1 →tanφ=0 Nếu dùng đèn huỳnh quang cosφ=0.8→tanφ=0.75 Bố trí đèn: thường bố trí theo góc hình vuông hình chữ nhật Theo đề ta có: Các phân xưởng dùng đèn sợi đốt (theo STT mặt ):1,2,3,4,5,6,11 Các phân xưởng dùng đèn huỳnh quang (theo STT mặt ): 7,8,9,10 Ví dụ: tính toán phụ tải chiếu sáng phân xưởng Phân xưởng thiết bị cắt Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 100 (lux) nhiệt độ màu cần thiết m = 30000 K cho môi trường ánh sáng tiện nghi, dùng đèn sợi đốt với công suất 200 (W) với quang thông F = 3000 lumen ( Bảng 45.pl.BT ) Vì xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn sợi đốt Chọn độ rọi GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Eyc = 100 lx Chọn độ cao treo đèn: h1 = 0,5m Chiều cao mặt làm việc h2 = 0,9 m Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là: h = H – h2 = 5– 0,9 = 4.1 m GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh h1 h H h2 Tỉ số treo đèn : J= h1 h1 + h = 0.5 0.5 + 4.1 = 0,109 < => thỏa mản yêu cầu Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách đèn xác định L/h = 1,5 ( bảng 2.11 sách Bảo Hộ Lao Động thầy Trần Quang Khánh ) tức : L = 1,5*h = 1,5*4.1 = 6.15 Hệ số không gian : a *b 140*92.5 = = 11.14 h *( a + b) 5*(140 + 92.5) Kkg = Căn đặc điểm nội thất chiếu sáng coi hệ số phản xạ trần : tường: sàn 70:50:30 (bảng 2.12) Tra bảng 2.pl sách Bảo hộ lao động cảu thầy Trần Quang Khánh phụ lục ứng với hệ số phản xạ nêu hệ số không gian k kg = 11.4 ta tìm hệ số lợi dụng Kld = 1,9 ; hệ số dự trữ lấy kdl = 1,2 ; hệ số sủ dụng đèn ŋ = 0,62 Xác định quang thông tổng: E yc * S * k dt F� = η * kld GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Trong : Eyc : độ rọi yêu cầu S : diện tích phân xưởng Kdl : hệ số dự trữ, thường lấy 1,2 – 1,3 Ŋ : hiệu suất đèn Kld : hệ số lợi dụng quang thông đèn Thay số ta có F� = Số lượng đèn tối thiểu : 100*12950*1.2 1554000 = = 1319185.1 0.62*1.9 1.178 lm F∑ Fd N= Trong : F� : Quang thông tổng Fd : Quang thông đèn F∑ 1319185.1 = = 440 Fd 3000 Thay số ta có N = bóng Căn vào kích thước nhà xưởng ta chọn khoảng cách đèn L n = 5.21 m Ld = 5.04 m từ tính khoảng cách p = ; q = 2,5 Ta 17 hàng đèn hàng 27 đèn > tổng cộng có 460 đèn Kiểm tra độ đồng ánh sáng: L d ≤q≤ L L d 5.04 n 5.04 L ≤ p≤ n 5.21 5.21 ≤2≤ ≤ 2≤ Ngoài ta trang bị thêm cho phòng thay đồ phòng vệ sinh, phòng có bóng 60W Tổng công suất đèn là: Pcs = 460*200+ 4.60 = 13740 W = 92.24 kW STT Tên phân Diện xưởng phụ tích tải m2 Phân xưởng 12950 thiết bị cắt GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Loại đèn Cosφ đèn Sợi đốt Page Số đèn 460 Pcs (kW) 92 Qcs (kVAr) Scs (kVA) 92 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Phân xưởng 10312.5 Sợi đốt 365 73 73 Phân xưởng dụng cụ Phân xưởng sữa chữa điện Phân xưởng làm khuôn Phân xưởng sữa chữa khí Nhà hành chính, sinh hoạt Khối nhà kho Phân xưởng thiết bị không tiêu chuẩn Nhà ăn 10250 Sợi đốt 365 73 73 5950 Sợi đốt 210 42 42 2250 Sợi đốt 85 17 17 2625 Sợi đốt 95 19 19 6750 F36W-CW-DT8 F36W-CW-DT8 F36W-CW-DT8 0.8 230 8.28 6.21 8.31 0.8 290 10.44 7.83 10.47 0.8 70 2.52 1.89 2.63 0.8 200 7.2 5.4 7.24 Phân xưởng gia công 3600 F36W-CW-DT8 Sợi đốt 135 27 27 10 11 8400 2025 5850 Bảng 1.3 Bảng giá trị tính toán chiếu sáng phân xưởng Ngoài ta phải tính toán phụ tải chiếu sáng trời cho đường công viên xung quang khu xí nghiệp với tổng diện tích đất trống đường đo đạc 179812.5 m2 Tra bảng phụ lục I.2 trang 253, THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN, Ngô Hồng Quang Vũ Văn Tẫm, NXB khoa học kỹ thuật 1998 ta chọn P0=0.15 W/m2 Vậy công suất chiếu sáng trời cho toàn nhà máy là: Pcsnt=0.15*179812.5 ≈27 kW 1.1.3 tính toán thông thoáng làm mát Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: L=K*V (m 3/h) Trong đó: L : lưu lượng không khí cấp vào phân xưởng (m 3/h) GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh K: bội số tuần hoàn (lần/giờ) V: thể tích phân xưởng (m3) V=S*h S diện tích phân xưởng ; chiều cao h=5m ; Bội số K xác định theo bảng sau: Phòng Bội số tuần hoàn K Lựa chọn Phòng kỹ thuật, sản xuất 20-30 20 Phòng máy phát điện 20-30 20 Trạm biến 20-30 20 Phòng bơm 20-30 20 1-2 11-20 14-15 Kho chứa bình thường Toilet công cộng Chọn quạt thông số có thông số sau: MODE L IMAGES Điện áp (V) 380 Tần số (Hz) Lượng gió (m3/h) Công suất (W) cosφ 50 32000 550 0.8 Ví dụ: tính toán phụ tải thông thoáng làm mát phân xưởng Phân xưởng thiết bị cắt Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng : L=K*V=20*12950*5=1295000 (m3) Số lượng quạt cần dùng là: Nq=L/Lq=1295000/32000=41 quạt Tổng công suất thông thoáng làm mát : Pttlm=41*550=22550 W =22.55 kW Tính toán tương tự cho phân xưởng khác nhà máy, ta bảng giá trị công suất thông thoáng làm mát sau: STT Tên phân xưởng phụ tải Diện tích m2 Số quạt (chiếc) Bội số K Pttlm (kW) Qttlm (kVAr) Sttlm (kVA) Phân xưởng thiết bị cắt 12950 41 20 22.55 16.913 28.188 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 10 Trường Đại Học Điện Lực GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Page 41 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh ++) Tổn thất công suất trạm biến áp phân xưởng Tổn thất công suất máy biến áp gồm thành phần tổn thất lõi thép tổn thất đồng Cách tính toán sau: Tổn thất công suất lõi thép máy biến áp nhà máy ∆ S0 = ∆ P0 + ∆ Q0 = ∆ P0 + Với ∆P0 n * I %* SdmB 100 , I0% tra theo cataloge máy biến áp n số máy biến áp Tổn thất công suất cuộn dây máy biến áp ∆PcuTi = ∆QcuTi = ∆Pn * S ptTi 2* S dmB U n % * S ptTi 2*100* SdmB (kW ) (kVAr ) ∆Scu = ∆ Pcu + j∆Qcu (kVA) Tổn thất toàn máy biến áp ∆STBi = ∆S +∆Scu = ∆PTBAi + j ∆QTBAi (kVA) Ta có bảng tính toán sau: TBA SdmB kVA n UN% ∆PN kW ∆P0 kW I0 % T1 250 4.34 4.5 0.55 T2 180 4.02 4.5 0.51 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 42 ∆PTBAi ∆QTBAi SttT i kVA 406.853 5.4 24.4 262.27 3.5 14.9 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh T3 800 4.5 1.4 1254.977 16 81.2 T4 160 4.6 4.5 0.51 224.901 3.3 13.7 T5 160 4.6 4.5 0.51 274.8 4.5 17.3 3.3 HAO TỔN ĐIỆN NĂNG 3.3.1 Tổn thất điện đường dây trạm biến áp Nhà máy ++) Tổn thất điện đường dây từ nguồn Nhà máy - Tổn thất điện đường dây từ nguồn trạm biến áp nhà máy: ΔA N −D = ∆PN −D * τ Với τ = (0,124+TM.10-4)2.8760 = (0,124+4480.10-4)2.8760 = 2866.14h ΔA N −D = 0.0754 * 0.138*10 −3 * 2886.14 = 184.66 kWh ++) Tổn thất điện trạm biến áp nhà máy ΔA BANM = ∆PBANM * τ = 10 * 2886.14 = 288.614kWh 3.3.1 Tổn thất điện đường dây trạm biến áp phân xưởng ++) Tổn thất điện đường dây cáp ngầm ΔA ddi = ∆Pddi * τ Từ thông số biết ta có bảng tính toán sau: Lộ cáp Pdd (kVA) ∆Pddi ΔA ddi (kWh) 151.23 TNM-T2 640 (kW) 0.0524 T2-T1 273.8 0.0063 18.183 TNM-T3 1130 0.2659 767.42 TNM-T4 168.4 0.0421 121.51 T4-T5 247.3 0.0184 53.105 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 43 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh TỔNG 0.3851 1111.5 ++) Tổn thất điện máy biến áp phân xưởng ΔA TBAi = ∆PTBAi * τ Từ thông số biết ta có bảng tính toán sau: TBA ∆PTBAi ∆ATBAi T1 5.4 15585 T2 3.5 10101 T3 16 46178 T4 3.3 9524.3 T5 4.5 12988 TỔNG 32.7 94377 Tổng hợp kết tính toán điện: LOẠI Đườn g dây Trạm biến TÊN ∆U ∆P ∆Q ∆A N-NM TNM-T2 0.003 0.0754 0.0589 184.66 0.0021 0.0524 0.0366 151.23 T2-T1 0.0006 0.0063 0.0044 18.183 TNM-T3 0.0056 0.2659 0.1861 767.42 TNM-T4 0.0022 0.0421 0.0295 121.51 T4-T5 0.0018 0.0184 0.0129 53.105 TBANM 2.1605 10 135.27 288.61 T1 1.121 5.4 24.4 15585 T2 1.005 3.51 14.9 10101 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 44 Trường Đại Học Điện Lực áp SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh T3 1.1041 16.3 81.2 46178 T4 0.9215 3.34 13.7 9524.3 T5 1.2403 4.49 17.3 12988 7.56768 43.5005 287.0984 95961.02 TỔNG GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 45 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh CHƯƠNG CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TẠI CÁC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG Mục đích việc tính toán ngắn mạch kiểm tra điều kiện ổn định động ổn định nhiệt thiết bị dây dẫn chọn có dòng ngắn mạch Các dạng ngắn mạch thường xuyên xảy hệ thống N 3; N(1,1); N(1) Trong ngắn mạch pha nghiêm trọng thực tế ta thường vào ngắn mạch pha để lựa chọn thiết bị điện Tính toán cho nhánh TBANM-T2-T1 Sơ đồ thay GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 46 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh -tính toán ngắn mạch N1 để chọn thiết bị cho phía 110 kV Trạm biến áp Nhà máy -tính toán ngắn mạch N2 để chọn thiết bị phía 22kV Trạm biến áp Nhà máy -tính toán ngắn mạch N3 để chọn thiết bị phía 22kV Trạm biến áp phân xưởng -tính toán ngắn mạch N4 để chọn thiết bị phía 0.4kV Trạm biến áp phân xưởng Phía 110 kV +Tính ngắn mạch N1 Chọn Ucb=100MVA, Ucb= Utb cấp Sơ đồ thay thế: Điện kháng hệ thống X HT = Scb 100 = = 0.323 Sk 310 Điện kháng đường dây: X day = X * L * Scb 100 = 0.4956 ∗ 0.6 ∗ = 0.0023 U tb 1152 → X ∑ = X HT + X day = 0.323 + 0.0023 = 0.3253 Vậy dòng ngắn mạch pha N1 là: * I(3) N1 = I N1 = Scb 100 = = 1.54(kA) X ∑ * * U tb 0.3253* *115 Dòng xung kích : GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 47 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh i xk = k xk * * I(3) N1 = 1.8* *1.543 = 3.929(kA) Phía 22 kV +Tính ngắn mạch N2 Sơ đồ thay X HT = 0.323 X TBANM X day = 0.0023 , U %N *Scb 10.5*100 = = = 2.1 n *100 *SdmB *100 * 2.5 → X ∑ = X HT + X day + XTBANM = 0.323 + 0.0023 + 2.1 = 2.4253 Vậy dòng ngắn mạch pha N2 là: * I(3) N = IN = 2 Scb 100 = = 1.035(kA) X ∑ * * U tb 2.4253* * 23 Dòng xung kích : i xkN = k xk * * I(3) N = 1.8* *1.035 = 2.635(kA) 2 +Tính ngắn mạch N3 Sơ đồ thay GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 48 Trường Đại Học Điện Lực X cap1 = X 01 * X cap2 = X 02 * L cap L cap2 SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh * Scb 0.18 100 = 0.44 ∗ ∗ = 0.0075 U tb 23 * Scb 0.14 100 = 0.44 ∗ ∗ = 0.0058 U tb 23 → X ∑ = X HT + X day + X TBANM + X cap1 + Xcap2 = 0.323 + 0.0023 + 2.1 + 0.0075 + 0.0058 = 2.386 Vậy dòng ngắn mạch pha N3 là: * I(3) N = IN = 3 Scb 100 = = 1.052(kA) X ∑ * * U tb 2.386 * * 23 Dòng xung kích : i xkN = k xk * * I(3) N = 1.8* *1.024 = 2.607(kA) 3 +Tính toán ngắn mạch N5 → X ∑ = X HT + X day + X TBANM + Xcap1 = 0.323 + 0.0023 + 2.1 + 0.015 = 2.4403 Vậy dòng ngắn mạch pha N5 là: GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 49 Trường Đại Học Điện Lực * I(3) N = IN = 5 SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Scb 100 = = 1.0287(kA) X ∑ * * U tb 2.4403* * 23 Dòng xung kích : i xkN = k xk * * I(3) N = 1.8* *1.0287 = 2.619(kA) 5 Phía 0.4kV Để tính ngắn mạch phía 0.4kV ta bỏ qua thành phần điện trở đồng thời coi trạm biến áp nhà máy nguồn Tổng trở máy biến áp phân xưởng phải qui đổi phía hạ áp R H TBA =R C TBA U  *  H ÷ *103 (mΩ)  UC  X H TBA =X C TBA U  *  H ÷ *103 (mΩ)  UC  Ta có bảng giá trị điện trở điện kháng sau: Lộ cáp R mΩ X mΩ Trạm biến áp R CTBA R CTBA H R TBA H X TBA Ω 43.56 mΩ 4.16 mΩ 14.4 TNM-T2 56.6 39.6 T1 Ω 12.584 T2-T1 44 30.8 T2 17.552 60.5 5.802 20 TNM-T3 81.7 57.2 T3 4.7324 14.52 1.564 4.8 TNM-T4 81.7 57.2 T4 22.215 68.063 7.344 22.5 T4-T5 117.9 82.5 T5 22.215 68.063 7.344 22.5 +Tính ngắn mạch N4 Tổng trở ngắn mạch N4: GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 50 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh ZN4 = R N + X N 2 = ( R cap1 + R cap + R T1 ) + (X cap1 + X cap + X T1 ) = (56.6 + 44 + 4.16) + (39.9 + 30.8 + 14.4) 2 = 134.969(mΩ) - Dòng điện ngắn mạch ba pha: I(3) N4 = U tb 400 = = 1.711 kA 3.Z N 3.134.969 Dòng xung kích : i xkN = k xk * * I(3) N = 1.8 * *1.711 = 4.356(kA) 4 +Tính ngắn mạch N6 Tổng trở ngắn mạch N6: ZN6 = R N + X N 2 = ( R cap1 + R T2 ) + (X cap1 + X T ) = (56.6 + 5.802) + (39.9 + 20) 2 = 86.499(mΩ) - Dòng điện ngắn mạch ba pha: I(3) N6 = U tb 400 = = 2.67 kA * Z N6 *86.499 Dòng xung kích : i xkN = k xk * * I(3) N = 1.8* * 2.67 = 6.797(kA) 6 Tính toán tương tự cho nhánh lại ta có kết bảng sau (kết ngắn mạch N N nhánh giống nhau): GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 51 Trường Đại Học Điện Lực Nhánh SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh IN3 kA IxkN3 kA IN4 kA IxkN4 kA IN5 kA IxkN5 kA IN6 kA IxkN6 kA TBANM-T2-T1 1.052 2.678 1.711 4.356 1.0287 2.619 2.67 6.797 TBANM-T4-T5 1.024 2.607 0.878 2.235 1.0304 2.623 1.933 4.895 1.0304 2.623 2.225 5.664 TBANM-T3 4.2 CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 4.2.1 Kiểm tra dây cáp chọn Riêng với dây cáp điện cấp điện áp ta phải thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch: Fα≥* I *∞ t Trong đó: α qd α hệ số nhiệt, với nhôm =11 , với đồng I∞ dòng ngắn mạch vô cùng, I∞ α =6 Cáp chọn cáp đồng = IN cao áp MBA phân xưởng t qd thời gian qui đổi ngắn mạch, với cấp trung áp 22kV t qd = t c = (0.5 ÷ 1)s t qd , chọn =1s ví dụ : kiểm tra điều kiện nhiệt độ lộ cáp TBANM-T3 Fnhiệt=6*IN5* t qd *1.0304 * = 6.1824mm < 35mm = (thỏa mãn) Kiểm tra lộ cáp khác tương tự ta có: Lộ cáp Loại dây Tiết diện I∞ Fnhiệt mm2 Ghi TNM-T2 C35 35mm2 1.0287 6.1722 Thỏa mãn T2-T1 C35 35mm2 1.052 6.312 Thỏa mãn GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 52 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh TNM-T3 C35 35mm2 1.0304 6.1824 Thỏa mãn TNM-T4 C35 35mm2 1.0304 6.1824 Thỏa mãn T4-T5 C35 35mm2 1.024 6.144 Thỏa mãn 4.2.2 Lựa chọn máy cắt điện Nhiệm vụ máy cắt thao tác đóng cắt mạch điện cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ thiết bị điện khác khỏi bị hư hỏng Máy cắt làm điều kết cấu máy cắt có phận dập tắt hồ quang Máy cắt có nhiều loại nhiều nước sản xuất Có loại máy cắt dầu, nhiều dầu, máy cắt chân không, máy cắt không khí, máy cắt SF6… Máy cắt chọn kiểm tra theo bảng sau: Các điều kiện chon kiểm tra Điện áp định mức (kV) Điều kiện ≥ UdmMC UdmLD ≥ Dòng điện định mức (kA) IdmMC Ilvmax ≥ Dòng cắt định mức (kA) ICdm IN Công suất cắt đinh mức (MVA) " SCdm Dòng điện ổn định động (kA) Iodd Dòng điện ổn định nhiệt (kA) ≥ SN ≥ ixk ≥ i∞ * t qd t nh.dm Iodnh +)Chọn máy cắt tổng (MCT) cho nhà máy Dòng qua MCT dòng phụ tải lớn chịu toàn công suất nhà máy = Ilvmax SttNM 1694.09 = = 8.892A * U dm *110 Tra “sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện thầy Ngô Hồng Quang chọn máy cắt SF6 cao áp Schneider chế tạo có thông số sau : Loại Máy Cắt Udm (kV) GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Idm (A) INmax (kA) Page 53 IN3S (kA) Uxungset (kV) SCdm MVA Trường Đại Học Điện Lực SF6 123 SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh 2000 100 40 550 8522 Kiểm tra : Idm=2000A > 1000A không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Các điều kiện chon kiểm tra Điều kiện Kết ≥ Điện áp định mức (kV) UdmMC UdmLD ≥ Dòng điện định mức (kA) IdmMC Ilvmax ≥ Dòng cắt định mức (kA) 2000>8.892 40>1.54 ICdm IN1 Công suất cắt đinh mức (MVA) 123>110 " SCdm Dòng điện ổn định động (kA) Iodd *115 *1.54 = 306.75 ≥ SN ≥ 8522> 100>3.922 ixk +) Chọn máy cắt hợp đầu trạm biến áp nhà máy: Ilvmax= SttNM 1694.09 = = 44.46A * U dm * 22 Tra “sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện thầy Ngô Hồng Quang chọn máy cắt SF6 cao áp Schneider chế tạo có thông số sau : Loại Tủ Udm (kV) Idm (A) INmax (kA) IN3S (kA) SCdm 8DC11 24 1250 63 40 1039 Kiểm tra : Idm=1250A > 1000A không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt Các điều kiện chon kiểm tra Điện áp định mức (kV) Dòng điện định mức (kA) Dòng cắt định mức (kA) Điều kiện ≥ UdmMC UdmLD ≥ IdmMC Ilvmax ≥ ICdm IN2 Công suất cắt đinh mức (MVA) " SCdm Dòng điện ổn định động (kA) GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Iodd ≥ SN ≥ ixk Page 54 Kết 24>22 1250>44.46 40>1.035 * 23*1.035 = 41.23 1039> 63>3.922 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh 4.2.3 Lựa chọn GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 55 [...]... năng và sụt áp trong mạng điện Hệ số công suất cao cho phép tối ưu hoá các phần tử cung cấp điện Khi ấy các thiết bị điện không cần định mức dư thừa - Tải mang tính cảm có hệ số công suất thấp sẽ nhận thành phần dòng điện phản kháng từ máy phát đưa đến qua hệ thống truyền tải phân phối Do đó kéo theo tốn thất công suất và hiện tượng sụt áp Khi mắc các tụ song song với tải, dòng điện có tính dung của tụ... bảo cung cấp điện Vì tầm quan trọng của các phân xưởng nên ta đặt tại mỗi trạm 2 máy biến áp giống nhau làm việc song song để dể dàng vận hành Căn cứ vào mặt bằng nhà máy, số lượng, công suất và nhiệm vụ của từng phân xưởng ta đặt các trạm biến áp phân xưởng như sau: Trạm biến áp 1 cấp điện cho phân xưởng 1 , 6 Trạm biến áp 2 cấp điện cho phân xưởng 2 và chiếu sáng ngoài trời Trạm biến áp 3 cấp điện cho. .. lưới điện ∆ S1 = P 2 + Q12 P 2 + Q2 2 Z > Z = ∆ S 2 U2 U2 + Làm giảm tổn thất điện năng ∆A1 = P 2 + Q12 P 2 + Q22 R τ > R.τ = ∆A2 U2 U2 + Làm tăng khả năng tải của đường dây và biến áp GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 19 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 2.1 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP PHÂN PHỐI Cấp điện áp phân phối là cấp điện áp liên kết từ hệ. .. Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh Phụ tải chiếu sáng, làm mát Phụ tải động lực Rpxi 1 1000 Số hiệu phân xưởng Công suất phân xưởng kVA 1.3 TÍNH TOÁN BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT 1.3.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên cos�2 = 0.9 Ta có công suất bù phản kháng cần thiết để nâng hệ số cosφ2=0.9 là: Qb =Pttpx*(tanφ1 – tanφ2) Ví dụ: tính toán bù nâng cao hê số công suất phân... MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 2.1 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP PHÂN PHỐI Cấp điện áp phân phối là cấp điện áp liên kết từ hệ thống của nhà máy với Hệ thống điện Cấp điện áp phân phối tùy thuộc vào công suất truyền tải và chiều dài đường dây truyền tải Tuy nhiên ta có nhà máy công suất không lớn lắm S=1694.09 (kVA) nên cấp điện áp phân phối là 22kV, nếu có đường dây 22kV gần nhà máy thì ta nên kéo 1 đường dây từ đường dây... thuận với công ty cung cấp điện) thì người sử dụng năng lượng phản kháng phải trả tiền hàng tháng theo giá hiện hành - Do đó, tổng năng lượng phản kháng được tính tiền cho thời gian sử dụng sẽ là: kVAr ( phải trả tiền ) = KWh ( tgφ – 0,4) + Tối ưu hoá kinh tế - kỹ thuật - Cải thiện hệ số công suất cho phép người sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn V.V…đồng thời giảm tổn thất điện năng... 3 , 5 , 11 Trạm biến áp 4 cấp điện cho phân xưởng 4, 7 Trạm biến áp 5 cấp điện cho phân xưởng 8,9,10 + tính toán chọn máy biến áp trạm 1 - Công suất máy biến áp: SdmB ≥ Sttpx1 2 = (334.52 + 72.333) = 203.43 kVA 2 - Kiểm tra điều kiện sự cố : S đmB ≥ k I & II Sttpt 1, 4 = 0.78*(334.52 + 72.333) = 226.7 ( kVA ) 1, 4 Tra catologe máy biến áp chọn 2 máy TRANS250 hiệu THIBIDI công suất 250 kVA22kV/0.4kV... 1 1 = = 0.125 t 8 là hệ số thu hồi vốn Page 27 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh avh=0.1 là hệ số vận hành C=1500đ/kWh 2.5 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TỪ TRẠM BIẾN ÁP NHÀ MÁY ĐẾN CÁC PHÂN XƯỞNG 2.5.1 Sơ bộ chọn phương án Phương án 1: Mỗi 1 trạm biến áp được cấp từ một đường dây riêng 1 6 9 10 8 2 5 11 3 7 4 T4 T5 T1 T3 T2 GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 28 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn... biến áp tiêu chuẩn là máy biến áp ba pha hai cuộn dây có công suất định mức SdmB =2500 kVA của Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất tại Việt Nam GVHD: Th.S Phạm Anh Tuân Page 23 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh 2.3.2 Chọn máy biến áp trạm phân xưởng Ta thấy toàn nhà máy có 22% là phụ tải loại III có thể cắt điện khi khẩn cấp, dựa vào chức năng từng phân xưởng ta có thể chọn %... Anh Tuân Page 17 Trường Đại Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh 2 2 SttNMsaubu = PttNM + QttNmsaubu Pttpx CosφNMsaubu= SttNMsaubu = 1529.67 2 + 728.0422 = 1694.09 = (kVA) 1529.67 = 0.903 1694.09 1.3.2 Đánh giá hiệu quả bù + Giảm giá thành tiền điện: - Nâng cao hệ số công suất đem lại những ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế, nhất là giảm tiền điện - Trong giai đoạn sủ dụng điện có giới hạn theo qui định ... Học Điện Lực SVTH: Nguyễn Khắc Quỳnh CHƯƠNG XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 2.1 CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP PHÂN PHỐI Cấp điện áp phân phối cấp điện áp liên kết từ hệ thống nhà máy với Hệ thống. .. thiện hệ số công suất cho phép người sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt cáp nhỏ V.V…đồng thời giảm tổn thất điện sụt áp mạng điện Hệ số công suất cao cho phép tối ưu hoá phần tử cung cấp điện. .. nghiệp cần thiết kế cung cấp điện sau: STT 10 11 Tên phân xưởng phụ tải Số lượng thiết bị điện Tổng công suất đặt Pd,kW Hệ số nhu cầu Knc Hệ số công suất cosφ tanφ Diện tích m2 Phân xưởng thiết bị