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 60%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp Ucp = 5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cos = 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 c=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 ∆Pb=0,0025 kWkVAr. Giá điện trung bình g=1400 đkWh. 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.
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Thiết kế cung cấp điện Bài 24A “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” Sinh viên : Lớp Thời gian thực _ A Dữ kiện: 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 điện áp cho phép mạng điện hạ áp ∆Ucp = 5% Hệ số công suất cần nâng lên cosϕ = 0,90 Hệ số chiết khấu i = 12%; Công suất ngắn mạch điểm đấu điện S k, MVA; Thời gian tồn dòng ngắn mạch t k=2,5 Giá thành tổn thất điện c∆=1500 đ/kWh; suất thiệt hại điện g th=10000 đ/kWh Đơn giá tụ bù 140.103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư, suất tổn thất tụ ∆Pb=0,0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g=1400 đ/kWh Điện áp lưới phân phối 22 kV Thời gian sử dụng công suất cực đại T M= 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 phụ lục sổ tay thiết kế cung cấp điện S Tên thiết Hệ ố hiệu bị số ksd sơ đồ 1; Máy tiện 0,3 2; 3; ngang bán tự 19; 20; động 26; 27 4; Máy tiện 0,3 5; 7; 8; xoay 24 Máy tiện 0,3 xoay Máy 0,2 khoan đứng 9; Máy 0,3 10; 12 khoan đứng Máy 0,3 khoan định tâm Máy tiện 0,4 4; 15; bán tự động SVTH: Bùi Thị Loan cosϕ Công suất đặt P, kW theo phương án A 0,67 12+17+18+22+18+12+ 18 0,68 1,2+2,8+5,5+12+10 0,65 7,5 0,56 2,8 0,66 + 8,5+5 0,58 2,2 0,63 + 4,5+4,5+ 8,5 Đồ án cung cấp điện 16; 17 1 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Máy mài nhọn 0,4 0,67 2,8 0,4 0,70 2,8+4+3+ 4+ 7,5+12+7,5 0,4 0,63 + 5,5+ 0,5 0,9 33 0,4 0,58 40 0,4 0,60 12 0,3 0,55 22 0,4 0,62 24; 20 Máy tiện 1; 22; ren 23; 28; 29; 30; 31 Máy doa 5; 32; 33 Máy hàn hồ quang 3 Máy biến áp hàn ε=0,4 Máy tiện ren Máy hàn xung Máy 8; 39 chỉnh lưu hàn A Hình 1.4 Sơ đồ mặt phân xưởng khí – sửa chữa N0 SVTH: Bùi Thị Loan B C D E Đồ án cung cấp điện SVTH: Bùi Thị Loan GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải B Nội dung thuyết minh gồm phần sau: I Thuyết minh Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng Tính toán phụ tải điện: 2.1 Phụ tải chiếu sáng; 2.2 Phụ tải thông thoáng làm mát 2.3 Phụ tải động lực; 2.4 Phụ tải tổng hợp Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 3.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 3.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp 3.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh phương án) Lựa chọn kiểm tra thiết bị sơ đồ nối điện: 4.1 Chọn dây dẫn mạng động lực, dây dẫn mạng chiếu sáng; 4.2 Tính toán ngắn mạch 4.3 Chọn thiết bị bảo vệ đo lường Tính toán chế độ mạng điện 5.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 5.2 Xác định hao tổn công suất 5.3 Xác định tổn thất điện 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 bù công suất phản kháng 6.4 Phân tích kinh tế-tài bù công suất phản kháng Tính toán nối đất chống sét 7.1 Tính toán nối đất 7.2 Tính chọn thiết bị chống sét Dự toán công trình 8.1 Danh mục thiết bị 8.2 Xác định tham số kinh tế II Bản vẽ Sơ đồ mạng điện mặt phân xưởng với bố trí tủ phân phối, thiết bị Sơ đồ nguyên lý mạng điện có rõ mã hiệu tham số thiết bị chọn Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp Sơ đồ chiếu sáng sơ đồ nối đất Bảng số liệu tính toán mạng điện SVTH: Bùi Thị Loan Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN Phụ tải chiếu sáng: Tổng công suất chiếu sáng là: ∑Pcs = S.P0 = 24.36.15 = 12960 W = 12,96 kW với P0 = 15 W/m2 Vì ta sử dụng đèn sợi đốt nên hệ số cosφ nhóm phụ tải chiếu sáng coi hệ số đồng thời phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực: Ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để xác định phụ tải động lực 2.1 Phân nhóm phụ tải động lực: 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 toán xác thuận tiện việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm Tổng công suất nhóm thiết bị nên xấp xỉ để giảm chủng loại tử động lực cần dung phân xưởng toàn nhà máy Số thiết bị nhóm không nên nhiều đầu tủ động lực thường 8÷12 Tuy nhiên thường khó khăn chọn nhóm 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, công suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng, ta chia phụ tải thành nhóm Kết phân nhóm phụ tải trình bày bảng sau: SVTH: Bùi Thị Loan Đồ án cung cấp điện STT Tên thiết bị NHÓM 1 Máy hàn hồ quang Máy biến áp Tổng NHÓM Máy tiện ngang bán động Máy tiện ngang bán động Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện ngang bán động Máy tiện ngang bán động Máy tiện ren Máy tiện ren Tổng NHÓM Máy tiện ngang bán động Máy tiện ngang bán động Máy tiện xoay Máy tiện xoay Máy tiện xoay Máy khoan định tâm Máy tiện bán tự động Máy tiện bán tự động Tổng NHÓM Máy tiện ngang bán động Máy tiện xoay Máy tiện xoay Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy khoan đứng Máy khoan đứng SVTH: Bùi Thị Loan GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Số hiệu Hệ số sơ đồ ksd cos Công suất P (kW) 34 35 0.53 0.45 0.90 0.58 33.0 40.0 73.0 tự 19 0.35 0.67 22.0 tự 20 0.35 0.67 18.0 21 22 tự 26 0.47 0.47 0.35 0.70 0.70 0.67 2.8 4.0 12.0 tự 27 0.35 0.67 18.0 28 29 0.47 0.47 0.7 0.7 4.0 7.5 88.3 tự 0.35 0.67 12.0 tự 0.35 0.67 17.0 0.3 0.32 0.32 0.3 0.41 0.41 0.65 0.68 0.68 0.58 0.63 0.63 7.5 5.5 12.0 2.2 3.0 4.5 63.7 0.35 0.67 18.0 0.32 0.32 0.37 0.37 0.26 0.37 0.68 0.68 0.66 0.66 0.56 0.66 1.2 2.8 4.0 8.5 2.8 5.0 13 14 15 tự 10 11 12 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Máy tiện bán tự động 16 Máy tiện bán tự động 17 10 Máy mài nhọn 18 Tổng NHÓM Máy tiện ren 36 Máy tiện ngang bán tự 37 động Máy tiện ngang bán tự 38 động Tổng NHÓM Máy tiện ren 23 Máy tiện xoay 24 Máy doa 25 Máy tiện ren 30 Máy tiện ren 31 Máy doa 32 Máy doa 33 Máy chỉnh lưu hàn 39 Tổng 0.41 0.41 0.45 0.63 0.63 0.67 4.5 8.5 2.8 58.1 0.4 0.32 0.60 0.55 12.0 22.0 0.46 0.62 24.0 58 0.47 0.32 0.45 0.47 0.47 0.45 0.45 0.46 0.70 0.68 0.63 0.70 0.70 0.63 0.63 0.62 3.0 10.0 4.0 12.0 7.5 5.5 8.0 20.0 70 2.2 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải động lực: 2.2.1 Xác định phụ tải toán cho nhóm 1: Xác định trị số nhd sau: P ≥ P dm dm MAX ÷ Chọn thiết bị có n1 số thiết bị có công suất không nhỏ công suất thiết bị có công suất lớn nhất,và ứng với n1 xác định tổng công suất định mức : ∑P dmn Xác định số n tổng công suất định mức ứng với n : Tìm giá trị n* = SVTH: Bùi Thị Loan n n P* = ∑P dmn ∑P dmn ∑P dmn Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Dựa vào bảng PL 1.4.bảng tính nhq*theo n* P* ,ứng với giá trị vừa tìm n n* P* ta xác định giá trị nhq* sau từ nhq* = n hd = n* × n hd Với nhóm ta có: 1 Pđm ≥ ⋅ Pđm max = ⋅ 40 = 20kw 2 n1 = => ∑Pdm n1 = 33 kW n = => ∑Pdm n = 73 kW n∗ = n1 = = 0,5 n P∗ = 0,95 ∗ nhq = P∗2 (1 − P∗ ) + (1 − n∗ ) n∗ Vậy ta có: ∑ Pdmn1 = 33 = 0,44 ∑ Pdmn 75 = ( 0,44) 0,5 0,95 2 ( − 0,44) + (1 − 0,5) = 0,94 ∗ nhq = nhq ⋅ n = 0,94 ⋅ = 1,88 Hệ số sử dụng tổng hợp nhóm là: k sdΣ = ∑P ⋅k ∑ Pi i sdi = 33.0,53 + 40.0.45 = 0,49 73 Hệ số cực đại nhóm là: k M = + 1,3 − k sdΣ − 0,49 = + 1,3 = 1,54 nhq k sdΣ + 1,88 0,49 + Phụ tải tính toán nhóm 1: Ptt = k M k sdΣ ∑ Pi = 1,54.0,49.73 = 55,09 Hệ số cosφtb nhóm là: SVTH: Bùi Thị Loan kW hd n ta tìm Đồ án cung cấp điện Cosϕ tb = GVHD: TS Phạm Mạnh Hải ∑ P cos ϕ ∑P i i i = 33.0,9 + 40.0,58 = 0,73 73 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm lại S Tên thiết bị Số H co Công P P2 T hi ệ s suất ksd T ệu số φ Σ tr ên ks P sơ d (kW) đồ NHÓM 1 Máy hàn hồ 34 0 33.0 17 10 quang 53 89 Máy biến áp 35 0 40.0 18 16 45 00 Tổng 73.0 35 26 89 NHÓM Máy tiện ngang 19 0 22.0 48 bán tự động 35 70 4.0 Máy tiện ngang 20 0 18.0 32 bán tự động 35 30 4.0 Máy tiện ren 21 0 2.8 7.8 47 32 Máy tiện ren 22 0 4.0 16 47 88 0 Máy tiện ngang 26 0 12.0 14 bán tự động 35 20 4.0 Máy tiện ngang 27 0 18.0 32 bán tự động 35 30 4.0 7 Máy tiện ren 28 0 4.0 16 47 88 Máy tiện ren 29 0 7.5 56 47 53 SVTH: Bùi Thị Loan P ks n co dΣ hq sφ k Ptt( M k W) co s t b 29 23 52 1 54 .9 86 14 12 96 80 04 12 80 25 72 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Tổng 88.3 33 NHÓM 13 72 59 48 .7 85 0 35 Máy tiện ngang 0 bán tự động 35 Máy tiện xoay 0 Máy tiện xoay 0 32 Máy tiện xoay 0 32 Máy khoan 13 0 định tâm Máy tiện bán 14 0 tự động 41 Máy tiện bán 15 0 tự động 41 Tổng 12.0 20 14 4.0 04 17.0 95 28 9.0 7.5 25 56 11 88 5.5 76 30 3 74 12.0 84 14 4.0 16 2.2 66 4.8 28 3.0 23 9.0 89 4.5 85 20 84 63.7 21 69 7.6 Máy tiện ngang bán tự động 18.0 30 32 4.0 Máy tiện xoay 1.2 38 1.4 42 32 .2 60 NHÓM 12 82 Máy tiện xoay 2.8 90 7.8 90 Máy đứng 4.0 48 16 64 Máy tiện ngang bán tự động khoan SVTH: Bùi Thị Loan 0 35 0 32 0 32 0 37 6 68 66 Page Đồ án cung cấp điện Đoạn dây LD4 m GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Điện trở r0 (Ω/km) x0 (Ω/km) R3 (mΩ) T1-34 T1-35 2.74 3.32 1.83 1.83 0.11 0.11 30.54 30.54 T2-19 T2-20 T2-21 T2-22 T2-26 T2-27 T2-28 T2-29 8.26 6.84 7.79 11.36 5.07 3.60 8.28 11.70 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 T3-1 T3-2 T3-6 T3-7 T3-8 T3-13 T3-14 T3-15 4.03 5.91 7.65 5.97 10.21 8.17 10.27 12.11 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 SVTH: Bùi Thị Loan X3 (mΩ) RD4 (mΩ) nhóm 97.16 5.01 97.16 6.08 nhóm 97.16 15.12 97.16 12.52 97.16 14.26 97.16 20.79 97.16 9.28 97.16 6.59 97.16 15.15 97.16 21.41 nhóm 97.16 7.37 97.16 10.82 97.16 14.00 97.16 10.93 97.16 18.68 97.16 14.95 97.16 18.79 97.16 22.16 XD4 (mΩ) R4 (mΩ) X4 (mΩ) Z4 0.30 0.37 35.55 36.61 97.46 97.52 103.74 104.17 2.11 2.11 0.91 0.75 0.86 1.25 0.56 0.40 0.91 1.29 45.65 43.06 44.79 51.33 39.82 37.13 45.69 51.95 98.07 97.91 98.01 98.41 97.72 97.55 98.07 98.45 108.17 106.96 107.77 110.99 105.52 104.38 108.19 111.31 2.03 2.05 2.04 1.98 2.08 2.10 2.03 1.97 0.44 0.65 0.84 0.66 1.12 0.90 1.13 1.33 37.91 41.35 44.54 41.46 49.22 45.49 49.33 52.70 97.60 97.81 98.00 97.81 98.28 98.06 98.29 98.49 104.71 106.19 107.65 106.24 109.92 108.09 109.97 111.70 2.10 2.07 2.04 2.07 2.00 2.03 1.99 1.96 Page 62 IN4 (kA) Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải T4-3 T4-4 T4-5 T4-9 T4-10 T4-11 T4-12 T4-16 T4-17 T4-18 1.52 2.84 7.88 5.77 4.36 7.02 10.23 7.64 5.84 6.65 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 T5-36 T5-37 T5-38 3.82 3.60 8.01 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 30.54 30.54 30.54 T6-23 T6-24 T6-25 T6-30 T6-31 T6-32 T6-33 T6-39 14.72 10.18 7.83 6.41 8.70 4.37 6.21 10.88 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 30.54 SVTH: Bùi Thị Loan nhóm 97.16 2.78 97.16 5.20 97.16 14.42 97.16 10.56 97.16 7.98 97.16 12.85 97.16 18.72 97.16 13.98 97.16 10.69 97.16 12.17 nhóm 97.16 6.99 97.16 6.59 97.16 14.66 nhóm 97.16 26.94 97.16 18.63 97.16 14.33 97.16 11.73 97.16 15.92 97.16 8.00 97.16 11.36 97.16 19.91 0.17 0.31 0.87 0.63 0.48 0.77 1.13 0.84 0.64 0.73 33.32 35.74 44.96 41.10 38.52 43.39 49.26 44.52 41.23 42.71 97.33 97.47 98.02 97.79 97.64 97.93 98.28 98.00 97.80 97.89 102.87 103.82 107.84 106.08 104.96 107.11 109.94 107.64 106.13 106.80 2.13 2.11 2.03 2.07 2.09 2.05 2.00 2.04 2.07 2.05 0.42 0.40 0.88 37.53 37.13 45.20 97.58 97.55 98.04 104.55 104.38 107.96 2.10 2.10 2.03 1.62 1.12 0.86 0.71 0.96 0.48 0.68 1.20 57.48 49.17 44.87 42.27 46.46 38.54 41.90 50.45 98.78 98.28 98.02 97.86 98.12 97.64 97.84 98.35 114.28 109.89 107.80 106.60 108.56 104.97 106.44 110.54 1.92 2.00 2.04 2.06 2.02 2.09 2.06 1.98 Page 63 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN Tổn thất điện áp đường dây MBA 1.1 Tổn thất điện áp đường dây Tổn thất điện áp đường dây tính chương mục 3.2 1.2 Tổn thất điện áp MBA Điện trở MBA: ∆PN ⋅ U đm 2,05 ⋅ 22 RB = = ⋅10 = 30,62 (Ω) S đm 180 Tổng trở MBA: U K% U đm 22 ZB = ⋅ = ⋅ ⋅10 = 107,55 (Ω) 100 S đm 100 180 Điện kháng MBA: X B = Z B − RB2 = 107,552 − 30,622 = 103,09 (Ω) Tổn thất điện áp MBA: ∆U B = Ptt.PX ⋅ RB + Qtt.PX ⋅ X B 235,21 ⋅ 30,62 + 235,21.103,09 −3 = ⋅ 10 = 0,714 ( Kv) n.U đm 2.22 Tổn thất công suất 2.1 Tổn thất công suất đường dây: Tổn thất công suất tác dụng đường dây: ΔP = P + Q2 r0.L kW n.U dm Tổn thất công suất phản kháng đường dây: ΔQ = SVTH: Bùi Thị Loan P + Q2 x L kVAr n.Udm Page Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Trong đó: • • • n: Số lộ dây r0 ; x : Điện trở điện kháng đơn vị đường dây L: Chiều dài đường dây Ta có kết tính toán cho bảng sau: Đoạn dây TBA-TPP TPPTĐL1 T-34 T-35 TPPTĐL2 T2-19 T2-20 T2-21 T2-22 T2-26 T2-27 T2-28 T2-29 TPPTĐL3 T3-1 T3-2 T3-6 T3-7 T3-8 T3-13 T3-14 T3-15 Công suất P Q kW kVAr L 11.72 4.57 Điện trở r0 (Ω/km ) 0.04 0.73 x0 (Ω/km ) 0.05 53.59 0.09 20.01 235.2 54.86 235.21 52.87 71.00 2.47 33.0 40.0 48.85 29.76 45.17 52.67 2.74 3.32 9.74 1.15 1.15 0.73 0.10 0.10 0.09 6.43 14.36 37.90 0.56 1.26 4.67 22.0 18.0 2.8 4.0 12.0 18.0 4.0 7.5 32.6 12.77 19.95 2.86 0.00 24.87 20.94 6.76 3.86 37.1 8.26 6.84 7.79 11.36 5.07 3.60 8.28 11.70 21.88 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.15 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.10 10.10 9.34 0.24 0.34 7.31 5.19 0.97 1.57 63.40 0.61 0.56 0.01 0.02 0.44 0.31 0.06 0.09 5.51 12.0 17.0 7.5 5.5 12.0 2.2 3.0 4.5 13.29 18.83 10.72 9.56 12.94 4.68 3.27 5.54 4.03 5.91 7.65 5.97 10.21 8.17 10.27 12.11 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 2.44 7.19 2.48 1.37 6.01 0.41 0.38 1.17 0.15 0.43 0.15 0.08 0.36 0.02 0.02 0.07 SVTH: Bùi Thị Loan m Hao tổn ΔP(W) ΔQ(VAR) Page Đồ án cung cấp điện TPPTĐL4 T3-3 T4-4 T4-5 T4-9 T4-10 T4-11 T4-12 T4-16 T4-17 T4-18 TPPTĐL5 T4-36 T4-37 T4-38 TPPTĐL6 T4-23 T4-24 T4-25 T4-30 T4-31 T4-32 T4-33 T4-39 Tổng GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 30.89 36.11 35.19 1.15 0.10 94.40 8.21 18.0 1.2 2.8 4.0 8.5 2.8 5.0 4.5 8.5 2.8 35.9 23.81 1.86 3.41 7.31 12.54 4.57 8.12 7.48 8.33 3.49 49.13 1.52 2.84 7.88 5.77 4.36 7.02 10.23 7.64 5.84 6.65 6.78 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.73 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.09 2.56 0.03 0.29 0.76 1.89 0.38 1.76 1.10 1.56 0.25 18.93 0.15 0.00 0.02 0.05 0.11 0.02 0.11 0.07 0.09 0.02 2.33 12.0 22.0 24.0 43.86 27.49 28.94 40.02 49.92 3.82 3.60 8.01 25.40 1.83 1.83 1.15 0.73 0.11 0.11 0.10 0.09 6.50 8.99 20.72 84.58 0.39 0.54 1.80 10.43 3.0 10.0 4.0 12.0 7.5 5.5 8.0 20.0 2.65 10.79 4.93 1.84 12.16 6.78 8.81 25.31 14.72 10.18 7.83 6.41 8.70 4.37 6.21 10.88 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.45 4.17 0.60 1.79 3.36 0.63 1.66 21.40 530.96 0.03 0.25 0.04 0.11 0.20 0.04 0.10 1.29 115.26 2.2 Tổn thất công suất MBA: Tổn thất công suất MBA tính sau: ∆PN S tt px 2,03.332,64 ∆PB = n.∆P0 + ⋅ = 2.0,35 + = 7,63 kw n S đmB 180 Tổn thất điện SVTH: Bùi Thị Loan Page Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Tổn thất điện đường dây: Tổn thất điện đường dây tính chương mục 3.2 Với ∑ ∆Α dd = 4280,6kwh Tôn thất điện MBA: ∆Ρn Stt px ∆Α B = ∆Ρt + 2∆P0 8760 = ⋅ ⋅τ + 2∆Ρ0 8760 = S đm B 2,03.332,64 = ⋅ 2405,286 + ⋅ 0,35 ⋅ 8760 = 14469,516 kWh 2.180 Vậy tổn thất điện toàn mạng là: SVTH: Bùi Thị Loan ∑ ∆Α = 14469,516 kWh Page Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN BÙ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT I Ý nghĩa việc chọn bù nâng cao hệ số công suất Hệ số công suất cosϕ tiêu để đánh giá phân xưởng dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cos ϕ 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, công suất phản kháng Q công suất từ hoá máy điện xoay chiều, không sinh công 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 công 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 II Các biện pháp bù công suất phản kháng Các biện pháp bù công suất phản kháng SVTH: Bùi Thị Loan Page Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 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 công suất hợp lý Biện pháp nhân tạo: Dùng thiết bị có khả sinh công suất phản kháng cách đặt thiết bị bù tụ bù tinh Các thiết bị bù hệ thống cung cấp điện Tụ tĩnh điện: Ưu điểm: • Nó phần quay nên vận hành quản lí đơn giản không 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 công 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 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 Máy bù đồng bộ: Ưu điểm: • Có thể điều chỉnh trơn công suất phản kháng • Có thể tiêu thụ bớt công suất phản kháng hệ thống thừa công suất phản kháng SVTH: Bùi Thị Loan Page Đồ án cung cấp điện • GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 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 công suất tác dụng rơi máy bù đồng lớn 5% kW/kVA • Không 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 Động không đồng hòa đồng hóa: • Không kinh tế, giá thành đắt • Tổn hao công 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 Tiến hành bù công suất phản kháng III Xác định dung lượng bù Trong chương ta tính hế ố công suất trung bình toàn phân xưởng cosϕpx = 0,69, hệ số cosϕ nhà nước quy định phân xưởng 0,85÷0,95, ta phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosϕ Theo đồ án thiết kế ta bù công suất phản kháng cho cosϕ lên 0,9 1.1 Chọn thiết bị bù vị trí bù Vị trí đặt tụ 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 lợi vốn đầu tư, lắp đặt quản lý vận hành.Vì việc đặt SVTH: Bùi Thị Loan Page Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 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 công suất tác dụng từ 0,003 ÷ 0,005 (kW) vận hành đơn giản, cố Tính toán phân phối dung lượng bù Dung lượng bù cần thiết cho phân xưởng tính toán theo công thức sau: Q bù = Ptt.px (tanφ - tanφ ) Trong đó: ϕ1: góc ứng với hệ số công suất trung bình trước bù Với cosϕ1 = 0,69 => tanϕ1 = 1,03 ϕ2: ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù Với cosϕ2 = 0,9 => tanϕ2 = 0,48 Qbù = 235,21.(1,03 − 0,48) = 129,365 kVAr Từ trạm phân phối đến tủ động lực phân xưởng mạng điện hình tia gồm nhánh Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia là: SVTH: Bùi Thị Loan Page Đồ án cung cấp điện Q bu.i =Q − i GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Q tt.px − Q R bu ∑ R i td Trong đó: Qbu.i: công suất phản kháng cần bù đặt nhánh thứ i, kVAr Qi: công suất tính toán phản kháng ứng với nhánh thứ i, kVAr Ri: điện trở nhánh thứ I, mΩ • Với nhánh TPP-TĐL1-6-các thiết bị: Đoạn dây TPP-TĐL1 T-34 T-35 TPP-TĐL2 T2-19 T2-20 T2-21 T2-22 T2-26 T2-27 T2-28 T2-29 TPP-TĐL3 T3-1 T3-2 T3-6 T3-7 T3-8 T3-13 T3-14 T3-15 TPP-TĐL4 T3-3 T4-4 L m 4.57 2.74 3.32 9.74 8.26 6.84 7.79 11.36 5.07 3.60 8.28 11.70 21.88 4.03 5.91 7.65 5.97 10.21 8.17 10.27 12.11 35.19 1.52 2.84 SVTH: Bùi Thị Loan Điện trở r0 (Ω/km) 0.73 1.15 1.15 0.73 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.15 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.15 1.83 1.83 1/R R (Ω/km) 1.67 3.15 3.82 3.56 15.12 12.52 14.26 20.79 9.28 6.59 15.15 21.41 12.58 7.37 10.82 14.00 10.93 18.68 14.95 18.79 22.16 20.23 2.78 5.20 0.3174 0.2619 Rtđ (mΩ) Rtđ1 3.39434 Rtđ2 0.0662 0.0799 0.0701 0.0481 0.1078 0.1518 0.0660 0.0467 5.12602 Rtđ3 0.1356 0.0925 0.0714 0.0915 0.0535 0.0669 0.0532 0.0451 14.221 Rtđ4 0.3595 0.1924 Page Đồ án cung cấp điện T4-5 T4-9 T4-10 T4-11 T4-12 T4-16 T4-17 T4-18 TPP-TĐL5 T4-36 T4-37 T4-38 TPP-TĐL6 T4-23 T4-24 T4-25 T4-30 T4-31 T4-32 T4-33 T4-39 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 7.88 5.77 4.36 7.02 10.23 7.64 5.84 6.65 6.78 3.82 3.60 8.01 25.40 14.72 10.18 7.83 6.41 8.70 4.37 6.21 10.88 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 0.73 1.83 1.83 1.15 0.73 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 1.83 14.42 10.56 7.98 12.85 18.72 13.98 10.69 12.17 2.47 6.99 6.59 9.21 9.27 26.94 18.63 14.33 11.73 15.92 8.00 11.36 19.91 0.0693 0.0947 0.1253 0.0778 0.0534 0.0715 0.0936 0.0822 21.054 Rtđ5 0.1430 0.1518 0.1086 4.95363 Rtđ6 0.0371 0.0537 0.0698 0.0852 0.0628 0.1250 0.0880 0.0502 11.0195 Vậy dung lượng bù tối ưu cho nhánh TPP-TĐL: Nhánh Qi kVAr 52.87 52.67 37.1 36.11 49.13 49.92 TPP-TĐL1 TPP-TĐL2 TPP-TĐL3 TPP-TĐL4 TPP-TĐL5 TPP-TĐL6 Rtdi mΩ 3.3943 5.126 14.221 21.054 4.9536 11.02 Qbu.i kVAr 17.25 29.09 28.60 30.37 24.73 38.95 Qi sau bù kVAr 35.62 23.58 8.50 5.74 24.40 10.97 Đánh giá hiệu bù công suất phản kháng Nh Tính toán cho nhóm khác dựa vào bảng excel sau: P Qbi Qtt SVTH: Bùi Thị Loan L r ΔAt ΔAs δΑ δΧ Vtụ ΔA Zbù Page Đồ án cung cấp điện sau bù tt ánh T PP TĐ L1 T PP TĐ L2 T PP TĐ L3 T PP TĐ L4 T PP TĐ L5 T PP TĐ L6 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải rước aubù ( Ω (k ( /k W (kV (kV m m (kW (kW (kW (đ/năm ) Ar) Ar) ) ) h) h) h) ) 5 52 52 (đ) (kW h) (đ) 2,4 161 125 3,893 15,672 103 50 35.9 5,907.8 23 22 4,0 305 155 150 5,330 72,094 174 85 2 2,807.7 8.5 37 4,0 511 261 249 4,632 03,885 172 83 2 8,522.9 51 4,2 761 416 345 7,618 51,534 182 89 1 6 0,387.4 3,4 152 100 8,739 61,589 148 72 52.5 4,951.4 35 37 36 5.7 49 24 8 49 11 Tổng SVTH: Bùi Thị Loan 681 300 1, 2,57 359 3.7 57 5,4 381 1,644 52,923 0 1, 214 1,821 23,65 ,857.4 7,699.4 234 1,14 1,991.0 1, 016 4,954, 568.2 Page Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Tính toán cho đoạn TBA-TPP: Ta có: Ptt px = 235,21 kW , cos ϕ m = 0,92 ⇒ tan ϕ m = 0,425 ⇒ Qtt px = Ptt px tan ϕ m = 99,964 kVAr Công suất biểu kiến phân xưởng sau bù: • S tt px = Ptt px + jQtt px = 235,21 + j 99,964 kVA Tổn thất điện đoạn TBA-TPP sau bù: • Ptt2 px + Qtt2 px L ⋅ r0 τ = U 235,212 + 99,964 11,7 = , 27 2405,286.10 -6 = 1718,471kwh 0,38 ∆ TBA−TPP = • Tổn thất điện trước bù là: 1718,471 kWh • Lượng điện tiết kiệm bù công suất phản kháng là: δATBA-TPP = 1718,471 – 1200,2 = 518,272 kWh Số tiền tiết kiệm là: • δCTBA-TPP = δAN1.c∆ = 518,272.1500 = 777408 đ Tính toán cho đoạn Nguồn-TBA( bỏ qua tổn thất công suất MBA): Tổn thất điện đoạn Nguồn-TBA sau bù: • Ptt2 px + Qtt2 px L r0 τ = U 2 235,21 + 99,964 200 = 0,524 .2405,286 10 −6 = 57010,39 kWh 0,38 ∆Α Ng −TBA = • Tổn thất điện trước bù là: 62043,32 kWh • Số tiền tiết kiệm giảm tổn thất điện đường dây: SVTH: Bùi Thị Loan Page 75 Đồ án cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải δC Ng −TBA = (62043,32 − 57010,39).1500 = 7549395 đ Tổng số tiền tiết kiệm giảm tổn thất điện năm: ∑ δC = δC Ng −TBA + δC Ng −TPP + δCTPP −TDL = 7549395 + 777408 + 1821857 ,4 = 10148660,4 đ Z b = 4954568,2〈 10148660,4 Ta thấy: Nên việc bù công suất phản kháng có hiệu SVTH: Bùi Thị Loan Page 76 [...]... đường cáp này cùng một lúc CCĐ cho nhiều tủ động lực, còn các thiết bị cũng nhận điện từ các TĐL như bằng các đường cáp cùng một lúc cấp tới một vài thiết bị 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 3.3: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp... lực điện động của thiết bị Với các thiết bị đóng cắt còn chọn theo khả năng cắt : dòng điện cắt giới hạn, công suất cắt giới hạn … a) Chọn tủ phân phối: Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 Aptomat tổng phía từ trạm biến áp về và 5 Aptomatnhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng Sơ đồ tủ phân phối: Hình 3.7: Sơ đồ tủ phân phối SVTH:Bùi Thị Loan Page 30 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm... (.103đ/bộ) 2300 Page 32 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm Mạnh Hải 2.2 Chọn tủ động lực: Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt Aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng Các nhánh ra cũng đặt các Aptomat nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ... các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ) 3.1.2 Chọn công suất MBA 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 kỹ thuật Được tiến hành dựa trên công. .. tải tính toán của phân xưởng là: SVTH:Bùi Thị Loan Page 13 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm Mạnh Hải Ptt px = 235.21 kW Hệ số công suất của toàn phân xưởng là: Cosϕ px = ∑ P cos ϕ ∑P tt i tt i i = 222,246.0,67 + 12,96.1 = 0,69 235,21 tanφpx = 1,00 Công suất phản kháng tính toán của phân xưởng là: Qtt.px = Ptt.px tanφpx = 235.21.1,00 = 235.21 kVAr Công suất tính toán toàn phân xưởng là: S tt... + 235.21 2 = 332,64 SVTH:Bùi Thị Loan kVA Page 14 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG I CHỌN TRẠM BIẾN ÁP (TBA) 1 Xác định vị trí đặt TBA phân xưởng: 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 cũng như thay thế và tu sửa sau... Aptomat phân đoạn của dây dẫn TBA Aptom at S ố Uđm Ap SA603- lượng Iđm.A (k p (V) (A) Đơn Icắt A) S giá H 3 380 600 85 (Phụ lục A – bảng 31.pl & Phụ lục B – bảng 31.pl) II (.103/b ố cực ộ) 3 4020 Chọn TPP, TĐL Xác định sơ đồ nối điện chính, lựa chọn phương án nối điện tối ưu 1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau: Sơ đồ hình tia : Mạng cáp các thiết. .. 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 SVTH:Bùi Thị Loan Page 27 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm Mạnh Hải 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 độ tin cậy CCĐ, dễ gây sự cố chỉ còn thấy ở một số phân. .. thông đi lại trong phân xưởng Vị trí tủ phải thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành SVTH:Bùi Thị Loan Page 29 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm Mạnh Hải Vị trí tủ phải ở nơi khô ráo, tránh được bụi, hơi a-xit và có khả năng phòng cháy, nổ tốt Ngoài ra vị trí tủ còn cần phù hợp với phương thức lắp đặt cáp => Dựa vào sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng ta lựa chọn vị trí tủ phân phối và các tủ... tối ưu cho trạm biến áp và vị trí các phụ tải trong phân xưởng ta chọn vị trí đặt trạm biến áp như hình vẽ SVTH:Bùi Thị Loan Page 19 Đồ án cung cấp điện GVHD:TS Phạm Mạnh Hải 3 Chọn máy biến áp 3.1.1 Nguyên tắc chung 3.1.1 Số lượng máy biến áp: 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 ... nối điện chính, lựa chọn phương án nối điện tối ưu Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng Mạng điện phân xưởng thường có dạng sơ đồ sau: Sơ đồ hình tia : Mạng cáp thiết bị dùng điện cung cấp. .. nguyên tắc phân nhóm vào vị trí, công suất thiết bị bố trí mặt phân xưởng, ta chia phụ tải thành nhóm Kết phân nhóm phụ tải trình bày bảng sau: SVTH: Bùi Thị Loan Đồ án cung cấp điện STT Tên thiết. .. trữ) 3.1.2 Chọn công suất MBA Chọn cho điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện cho phụ tải có dự trữ lượng công suất đề phòng cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, tuổi thọ