Hướng dẫn làm đồ án môn học đề 2_Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ 2: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng phân xưởng (tra theo số hiệu đề cho) Tính theo suất phụ tải chiếu sáng phân xưởng Pcs = p0 A (kW) Trong đó: p0 = 15 W/m2: suất chiếu sáng A : diện tích phân xưởng (m2) Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cơng suất nhóm chiếu sáng, cosϕ = 1.2 Phụ tải tính tốn nhóm thơng thống làm mát Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: ( Q = n.V m / h ) n – tỉ số đổi khơng khí (1/h)_ với phân xưởng khí lấy n = (1/h) V – thể tích phân xưởng (m3) V = a.b.h với a (m), b (m), chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài) h=5(m) là– chiều cao phân xưởng; Từ Q chọn loại quạt số lượng tương ứng (tham khảo bảng) MODEL Điện Tần số Lượng áp (Hz) gió (V) (m3/h) Cơng suất (W) Sải cánh Áp (mm) suất (Pa) Tốc độ (rpm) Độ ồn (dB) DLHCV35-PG4S F 380 50 2200 215 300 68 1400 61 DLHCV35-PG4S F 380 50 2800 215 350 90 1400 64 DLHCV40-PG4S F 380 50 4500 300 400 108 1400 68 DLHCV50-PG4S F 380 50 5800 450 500 118 1400 73 DLHCV60-PG4S F 380 50 8500 660 600 130 1400 80 Ví dụ tính Q = 36.000 m3/h > chọn quạt có q = 4500 m3/h > quạt Bảng : Thông số kỹ thuật quạt hút công nghiệp Thiết bị Công suất.W Quạt hút 300 Lượng gió (m3/h) 4500 Hệ số nhu cầu quạt hút là: Số lượng ksd cosϕ 0,7 0,8 kncqh = k sd + 1 − k sd n Phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thơng thống-làm mát: Plm = k qh nc n ∑P đmqi kW i =1 S lm = Qlm = Plm kVA cos ϕ S lm2 − Plm2 = kVAr 1.3 Phụ tải tính tốn nhóm động lực Vì phân xưởng có nhiều thiết bị nằm rải rác nhiều khu vực mặt phân xưởng, nên việc tính tốn phụ tải xác làm thiết kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia thiết bị nhóm nhỏ, đảm bảo: - Các thiết bị điện nhóm gần nhau; - Nếu có thể, nhóm nên bố trí máy có chế độ làm việc; - Cơng suất nhóm xấp xỉ • Q trình tính tốn cho nhóm (j = N) n - Hệ số sử dụng tổng hợp : ksd∑j = ∑ P k i i =1 sdi n ∑P i =1 i n - Số lượng hiệu dụng: nhd = (∑ Pi ) i =1 n (∑ P i ) i =1 Chọn nhd: kết làm trịn n hd tính tốn, số thiết bị làm việc hiệu nhóm, có công suất lớn hẳn − k sdΣj - Hệ số nhu cầu: knc∑j = ksd∑j + - Tổng công suất phụ tải động lực: Pđlj = k ncΣj ∑ Pi n hd n i =1 n - Hệ số công suất phụ tải động lực: cosϕtbj = ∑ P cosϕ i =1 i n ∑P i =1 - Cơng suất tồn phần: - Cơng suất phản kháng: Sđlj = Pdlj cos ϕ tbj Qđlj = S đlj − Pđlj2 i Ghi chú: Tính tốn cụ thể cho nhóm Các nhóm khác tính tốn tương tự nhóm 1, lập bảng trình bày kết Trong trường hợp số thiết bị phân xưởng tập trung, coi nhóm, cấp điện từ tủ động lực tổng Lúc cần tính tốn lần phụ tải tính tốn cho thiết bị động lực • Tổng hợp nhóm phụ tải động lực - Hệ số sử dụng tổng hợp: ksd∑ = ∑ P k ∑P đlj sdΣj đlj - Hệ số nhu cầu: knc∑ = ksd∑ + − k sd ∑ N N - Tổng công suất phụ tải động lực: Ptt đll = k nc ∑ ∑ Pđlj - Hệ số công suất phụ tải động lực: cosϕtbđl = j =1 ∑ P cos ϕ ∑P đlj tbj đlj Ptt đl cos ϕ tb.đl - Cơng suất tồn phần: Sttđl = - Công suất phản kháng: Qtt đl = S tt2.đl − Ptt2.đl 1.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng Cơng suất tác dụng tồn phân xưởng: Pttpx = k đt ( Ptt đl + Pcs + Plm ) Với kdt=1 Hệ số cơng suất trung bình tồn phân xưởng: cos ϕ = ∑ Pi cos ϕ i Ptt đl cos ϕ tb.đl + Pcs cos ϕ tbcs + Ptlm cos ϕ tblm = ∑ Pi Ptt đl + Pcs + Plm Xét thêm tổn thất mạng điện (10%) khả phát triển phụ tải 10 năm (10%), ta có số liệu tính tốn phụ tải tồn phân xưởng là: PttpxΣ = 1,2.Pttpx S ttpx = PttpxΣ cos ϕ tbpx 2 − Pttpx ; Qttpx = S ttpx Hoặc xác định phụ tải tính tốn tồn phân xưởng theo phương pháp số gia (Số liệu phụ tải tính tốn phân xưởng này, phân xưởng theo đề mà có, sử dụng để tổng hợp với phụ tải phân xưởng cịn lại tồn xí nghiệp) 1.5 Phụ tải tổng hợp tồn xí nghiệp 1.5.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng: - Phụ tải động lực phân xưởng theo hệ số nhu cầu: Pđli = k nci * Pđi - Phụ tải chiếu sáng tính theo suất chiếu sáng đơn vị Pcsi = p0 csi * Apxi Apxi diện tích phân xưởng, tính tốn theo mặt - Phụ tải phân xưởng i: Ptti = Pđli + Pcsi - Hệ số công suất trung bình phân xưởng i: cos ϕcsi * Pcsi + cos ϕ đli * Pđli cos ϕtbi = Pcsi + Pđli - Cơng suất tồn phần phân xưởng i: S tti = Ptti cos ϕ tbi 1.5.2 Tính cho tồn xí nghiệp n Pttxn = k đt * ∑ Ptti lấy kđt = 0,85 i =1 n cos ϕ tbxn = ∑ cos ϕ tbi * Ptti i =1 n ∑P tti i =1 S ttxn = Pttxn 2 − Pttxn ; Qttxn = S ttxn cos ϕ tbxn 1.6 Biểu đồ phụ tải tồn xí nghiệp Mỗi phân xưởng có biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải đặt trọng tâm phụ tải phân xưỏng, tính gần ta coi phụ tải phân xưởng phân bố đồng theo diện tích phân xưởng Vì trọng tâm phụ tải phân xưởng xem tâm hình học phân xưởng - Vịng trịn phụ tải chia làm phần : Phần phụ tải động lực phần hình quạt gạch chéo, phần cịn lại khơng gạch chéo phần phụ tải chiếu sáng - Bán kính vịng trịn phụ tải xác định theo cơng thức tính : R pxi = S ttpxi π m (mm) Trong : + Rpxi : Bán kính vịng trịn biểu đồ phụ tải phân xưởng thứ i , mm + Sttpx: Phụ tải tính tốn phân xưởng thứ i, kVA + m : Hệ số tỉ lệ lựa chọn kVA/mm2 chọn m = Để thể cấu phụ tải vòng tròn phụ tải, người ta thường chia vịng trịn phụ tải theo tỉ lệ cơng suất chiếu sáng động lực ta tính góc phần cơng suất chiếu sáng theo cơng thức - Góc phụ tải chiếu sáng đồ chiếu sáng : α cs i = 360.P csi P TTi Trong đó: αcsi : góc phụ tải chiếu sáng phân xưởng i Pcsi Phụ tải chiếu sang phân xưởng i Ptti Phụ tải tính tốn phân xưởng i (Ptti =Pđli + Pcsi) Kết tính toán cho phân xưởng ghi bảng TT Tên phân xưởng Px đúc km loại đen Ptt Stt (kW) (kVA) 1526,3 2161,13 Pcs (kW) 26,3 xG i yGi Rpxi (mm) (mm) (mm) 60 15,15 Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực Rpxi 1000 Số hiệu phân xưởng Cơng suất phân xưởng kVA Hình vẽ ví dụ: Biểu đồ phụ tải Xí nghiệp αcs (độ) 5,9 CHƯƠNG 2.1 Xác định sơ đồ cấp điện xí nghiệp Chọn cấp điện áp phân phối Trong mạng phân phối phạm vi xí nghiệp, sử dụng cấp điện áp theo công thức kinh nghiệm Zalesski: ( U op = P 0,1 + 0,015 L Trong đó: ) Uop [kV] – điện áp tối ưu mạng điện; P [kW] – cơng suất (tính tốn) xí nghiệp cần cấp điện; L [km] – chiều dài đường dây từ nguồn tới xí nghiệp Từ kết tính được, lựa chọn cấp điện áp tiêu chuẩn gần Trong trường hợp Uop nằm cấp điện áp tiến hành so sánh phương án cho cấp riêng Ví dụ: tính Uop = 16 kV, tính so sánh phương án cấp điện áp 10kV 22kV 2.2 Vị trí đặt trạm biến áp Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải, thuận tiện cho hướng nguồn tới, cho việc lắp đặt tuyến dây, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an toàn kinh tế Tâm qui ước phụ tải nhà máy xác định điểm M có toạ độ xác định: M0(x0,y0) theo hệ trục toạ độ x0y Công thức : N x0 = ∑s i =1 N ∑s i =1 Trong : ttpxi xi N ;y = ttpxi ∑s y i =1 N ttpxi ∑s i =1 i (2-38) ttpxi Sttpxi : phụ tải tính tốn phân xưởng i xi,yi : toạ độ phân xưởng i theo hệ trục chọn N : số phân xưởng có phụ tải điện nhà máy 2.3 Chọn công suất số lượng máy biến áp 2.3.1 Trạm phân phối trung tâm Vì xí nghiệp có tỉ lệ phụ tải loại I&II cao nên để cấp điện cho xí nghiệp, ta xây dựng đường dây không mạch kép, sử dụng dây AC, hạ ngầm hàng rào nhà máy Mạng điện cao áp xí nghiệp mạng cáp ngầm từ điểm hạ ngầm tới gian phân phối trung áp nhà tới trạm biến áp phân xưởng Ví dụ sơ đồ gian phân phối trung tâm sử dụng cấu hình hai góp có máy cắt liên lạc 2.3.2 Trạm biến áp phân xưởng Lựa chọn số lượng trạm biến áp, ý: - Mỗi phân xưởng loại I&II cấp từ trạm biến áp có MBA; - Các phụ tải loại III cấp trạm có MBA cấp từ trạm loại I&II gần; - Giảm thiểu số gam MBA xí nghiệp; - Các phân xưởng xa cấp điện từ TBA phân xưởng gần; Ví dụ: Trạm biến áp B1 cung cấp điện cho phân xưởng đúc kim loại đen (1) 2.4 - Phân xưởng đúc kim loại đen thuộc hộ tiêu thụ loại I, trạm biến áp phân xưởng B1 cần đặt máy biến áp - Dung lượng : S đmB ≥ - → Chọn máy biến áp loại 1800 kVA Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ ) k I & II S ttxn 1,0.2163,13 = = 1545,09 ( kVA ) 1,4 1,4 Lựa chọn phương án cấp điện phân xưởng 2.4.1 Sơ chọn phương án Phương án 1: Mỗi trạm biến áp cấp từ mạch đơn Phương án 2: Các trạm xa đấu nối liên thơng qua trạm gần Ghi chú: Ở bước này, phải vạch sơ phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm, cấu trúc hệ thống góp, sử dụng tủ máy cắt hợp nhà cho lộ đến cho lộ ra, kèm theo tủ góp tủ máy cắt để liên lạc hệ thống góp 2.4.2 Tính tốn lựa chọn phương án tối ưu • Lựa chọn dây từ điểm đấu xí nghiệp theo hệ số Jkt (A/mm2) I lv max = S ttxn 3.U đm [ A, kVA, kV] Từ số liệu TM = ? h, tra bảng với dây AC ta có Jkt (A/mm2) Fkt = [ I lv max mm J kt ] Chọn dây cụ thể, (ví dụ AC-240mm2 có r0 , x0 (Ω/km) Kiểm tra tổn thất điện áp thực tế: ∆U N − = - Pttxn roAC + Q.ttxn xoAC LN − Đ U đm LN − Đ chiều dài từ điểm đấu tới nhà máy (xác định theo đề - L) Kiểm tra điều kiện cố mạch I sc = 2.I lv max ≤ I cp [ A ] 1) Phương án 1: • Chọn cáp từ gian phân phối trung áp, cách L0-1 m, tới trạm phân xưởng Dòng điện lớn dây dẫn I lv max = - S ttpx n 3.U đm [ A, kVA, kV ] Nếu mạch cáp đơn, n=1; Nếu mạch cáp đôi n =2 Từ số liệu TM = ? h, tra bảng với cáp điện lực ta có Jkt (A/mm2) [ I lv max mm J kt Fkt = ] Chọn cáp cụ thể có r , x0 (Ω/km) dòng điện làm việc cho phép I cp (A) , (ví dụ 24kV- Cu/XLPE/DSTA - 4x125mm2) Hao tổn điện áp thực tế: ∆U 0−1 = Pttpx1 ro1 + Q.ttpx1 x o1 U đm L0−1 (L0-1 chiều dài từ trạm PPTT tới TPX) Kiểm tra điều kiện cố mạch (trường hợp mạch cáp đôi) I sc = 2.k1 k I lv max ≤ I cp [ A ] k1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ 300C k2 - hệ số hiệu chỉnh số dây cáp đặt hào cáp Hao tổn điện áp cực đại ∆U max = ∆U N + max{ ∆U i } Cần thỏa mãn ∆U max ≤ ∆U cp = 5%U đm Nếu không thỏa mãn, cần chọn lại dây dẫn tăng lên cấp (xác định đoạn có ∆U i max ) Tổn thất điện năng: ∆A0-1 = S tt2 px1 U đm ro1 L0−1 τ [kWh] −4 Với τ = (0,124 + Tmax 10 ).8760 = Chi phí cho tổn thất điện năm: C0-1 = ∆A0-1 c∆ [đ] i.(i + 1) Th Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc = (i + 1) Th − Hệ số khấu hao đường dây kkh( tra bảng ) Do hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn khấu hao : p = atc + kkh Tra bảng 3.2, ta có a [đ/km] , b [đ/km] Vốn đẩu tư cho đoạn dây: V0-1 = (a + b.F0-1).L0-1 [đ] Chi phí quy đổi: Z0-1 = p.V0-1 + C0-1 [đ] Từ kết bảng ta có chi phí qui dẫn tổng phương án ZPA1 Các nhánh khác tính tốn tương tự, lập bảng sau: Bảng Kết tính chọn tiết diện dây dẫn theo phương án Đoạ n N-0 P, kW Q, kVAr Li, km n Ilvmax, A Jkt A/ mm2 Fkt, mm2 Fch mm2 r0 Ω/km x0 Ω/km ΔU V Bảng Kết tính tốn kinh tế phương án Đoạn P, kW N-0 Q, kVAr Li, km Fch mm2 r0 Ω/km a đ/km b đ.mm2/km pVi 106đ Ci 106đ Zi 106đ 2) Phương án 2: Tính tốn tương tự phương án 1, khác đoạn cáp từ Gian phân phối trung áp (PPTA) tới trạm biến áp phân xưởng (TPX) phương án thay cáp từ gian PPTA tới TPXi tới TPXii (nếu TPXii nối liên thông qua TPXi) Chú ý: TPX nối liên thông qua TPX trạm TT cơng suất đoạn lưới trạm TT → TPX1 S −1 = S tt px1 + S tt px Kết tính tốn trình bày phương án 1, tính ΔUmax2 ZPA2 (Lập bảng phương án 1) 3) So sánh hai phương án So sánh, hai phương án phải tương đương kỹ thuật (tổn thất điện áp cho phép) so sánh kinh tế, chọn phương án có Zmin (thỏa mãn sai lệch > 10%) Bảng Các tiêu kinh tế phương án so sánh Phương án Vốn đầu tư V, 106 đồng Chi phí hàng năm, 106 đ/năm p.V C Z Phương án Phương án CHƯƠNG 3.1 Tính tốn chế độ mạng điện Hao tổn điện áp đường dây máy biến áp Tổn thất điện áp lớn đường dây mạng phần tính tốn so sánh phương án là, ΔUmax (lấy theo phương án tối ưu chọn mục 2.4) Tổn thất điện áp máy biến áp phân xưởng: ∆U Bi = Trong RBi = Pttpxi R Bi + Q.ttpxi X Bi U đm (V ) ∆PNi ⋅ U đm U Ni %.U 10 [ Ω , kW, kV, kVA ] X = 10[ Ω, %, kV, kVA ] ; B S Bi S Bi2 có hai máy, RBi' = RBi / 2, X Bi' = X Bi / 10 3.2 Tổn thất công suất điện mạng Tổng giá trị tổn thất đường dây mạng điện ∆AĐDΣ tính chương Đối với trạm có n máy biến áp (n = 1,2): ∆PNi  S ttpxi  ∆ABi =   τ + n.∆P0i t ( kWh) n  S Bi  Với τ = (0,124 + Tmax 10 −4 ).8760 ; S (kVA) công suất phụ tải lớn trạm biến áp; SB (kVA) công suất định mức máy biến áp Tổn thất điện toàn mạng: ∆A = ∆AĐDΣ + ∆ABΣ Bảng số liệu tổng hợp P (kW) Đoạn dây Q (kVAr) S (kVA) F (mm2) L (m) ro Ω/km ) xo Ω/km) ΔU (V) ΔA (kWh) ΔP (kW) ? ? N-Trạm TT Tổng: Tìm ΔUmax, ΔP∑, ΔA∑, Tổn thất điện áp lớn tổng tổn thất điện áp lớn đoạn, phải thỏa mãn điều kiện đề cho ∆U max = ∆U N + max{ ∆U 0−i } ≤ 5%U đm ∆U N - tổn thất công suất từ nguồn tới trạm (bao gồm tổn thất điện áp máy biến áp) CHƯƠNG 4.1 Chọn kiểm tra thiết bị điện Tính tốn ngắn mạch 11 Sơ đồ tính tốn ngắn mạch AC Cáp Thanh PPTA MC RH Cáp XH RAC XAC RC1 XC1 < 35kV RC2 XC2 N1 0,4 kV RBX XBX N3 N2 Ghi chú: điểm N1 cao áp trạm PPTT, N2 cao áp trạm phân xưởng, N3 hạ áp trạm phân xưởng Điện kháng thay tính từ điểm đấu về: XH = U tb2 1,5.U đm = [ Ω, kV , MVA] Sk Sk Với Sk công suất ngắn mạch điểm đấu Tổng trở đoạn dây AC cáp tính sau [RAC] Rc = ro L/2 [Ω, Ω/km, km] [XAC] Xc = xo L/2 [Ω, Ω/km, km] Điện trở điện kháng MBA phân xưởng qui cấp điện áp phía trung áp U đm: 2 ∆PNi ⋅ U đm U Ni %.U đm R Bi = 10 [ Ω, kW, kV, kVA ] ; X Bi = 10[ Ω, %, kV, kVA ] S Bi S Bi2 Tính ngắn mạch N1: Tổng trở ngắn mạch điểm N1: Z k1 = R12 + X 12 = ( R AC + RC1 ) + ( X HT + X AC + X c1 ) Dòng điện ngắn mạch ba pha: I k(13) = U tb 3.Z k1 [Ω] [ kA, kV , Ω] Dịng điện xung kích: ixk1 = 1,8 I k(13) kA Dựa vào giá trị để chọn kiểm tra thiết bị cho trạm phân phối trung tâm Tính ngắn mạch N2: Tổng trở ngắn mạch điểm N2: Z k = R22 + X 22 = ( R AC + Rc1 + Rc ) + ( X HT + X AC + X C1 + X c ) Dòng điện ngắn mạch ba pha: I k( 32) = 12 U tb 3.Z k [ kA, kV , Ω] [Ω] Dịng điện xung kích: ixk2 = 1,8 I k(32) kA Dựa vào giá trị để chọn kiểm tra thiết bị phía cao áp trạm phân phối phân xưởng Tính ngắn mạch N3: Tổng trở ngắn mạch điểm N3: Z k = R32 + X 32 = ( R AC + Rc1 + Rc + RB ) + ( X HT + X AC + X C1 + X c + X B ) [Ω] Dòng điện ngắn mạch ba pha: I k( 33) = U tb 3.Z k [ kA, kV , Ω] Qui đổi dịng điện ngắn mạch phía hạ áp MBA phân xưởng: I k( 33)HA = I k( 33) U đmCA [ kA] U đmHA Dòng điện xung kích: ixk3 = 1,8 I k(33)HA kA Dựa vào giá trị (đã qui đổi) để chọn kiểm tra thiết bị phía hạ áp trạm phân phối phân xưởng Bảng (ví dụ) - Tính tốn ngắn mạch “điểm” N2: TPPTT - B1 R2 [Ω] 2,006 X2 [Ω] 6,669 IN2 [kA] 3,0466 ixkN2 [kA] 7,7553 TPPTT - B2 1,991 6,665 3,0502 7,7644 Tuyến Bảng (ví dụ) - Tính tốn ngắn mạch “điểm” N3: TPPTT - B1 R3 [Ω] 2,006 X3 [Ω] 6,669 IN3 [kA] 3,0466 ixkN3 [kA] 7,7553 TPPTT - B2 1,991 6,665 3,0502 7,7644 Tuyến 4.2 Chọn kiểm tra thiết bị bảo vệ đo lường 4.2.1 Kiểm tra cáp trung chọn • Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt F ≥ Fodn = α.I ∞ t qd 13 Trong đó: Fođn - Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm2) α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6) I∞ - Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy ngắn mạch pha ) tqđ - thời gian tác động qui đổi dịng điện ngắn mạch theo tính tốn, Thời gian quy đổi tồn phần tính theo biểu thức tqđ = tqđck+ tqđkck tqđck- thời gian quy đổi thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch tqđkck- thời gian quy đổi thành phần không chu kỳ dịng ngắn mạch Vì nguồn có cơng suất vơ lớn nên : tqđ = tcắt + 0,05β"2  I"  = tcắt + 0,05    I∞  (ngắn mạch xa nguồn I’’ = I∞ = IN1 ) = tcắt + 0,05 Với tcắt = tBV + tMC Nếu tBV lấy 0,05s máy cắt loại tác động nhanh tMC = 0,1s : tqđ = tcắt + 0,05 = 0,05 + 0,1 + 0,05 = 0,2s 4.2.2 Chọn kiểm tra thiết bị trạm phân phối trung tâm • Máy cắt trạm phân phối trung tâm STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điện áp định mức, kV Điều kiện U đmMC ≥ U đmMĐ Dòng điện định mức, A I đmMC ≥ I lv max Dòng cắt định mức, kA I cđđ ≥ I " Công suất cắt định mức, MVA S cđđ ≥ S " = 3U tb I " Dòng ổn định động, kA I đ đmMC ≥ i xk = 1,8 I " Dòng ổn định nhiệt, kA I n.đmMC ≥ I ∞ t qđ t n.đm Khi IđmMC ≥ 1000 A khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt Chọn t qđ = tc thời gian cắt máy cắt Máy cắt (thời gian tồn ngắn mạch) = 0,2; 0,3; 0,5 s Căn vào điều kiện chọn kiểm tra trên, chọn gam tủ máy cắt cho đầu vào cấu hình trạm PPTT 4.2.3 Chọn kiểm tra thiết bị trạm phân phối phân xưởng 14 Tính tốn cho trạm điển hình • Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ - Dao cách ly chọn theo điều kiện : STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điện áp định mức, kV Điều kiện U đmDCL ≥ U đmMĐ Dòng điện định mức, A I đmDCL ≥ I lv max Dòng ổn định động, kA I đ đmDCL ≥ i xk = 1,8 I " Dòng ổn định nhiệt, kA I n.đmDCL ≥ I ∞ t n.đm Bảng ví dụ - Thơng số dao cách ly 3DC: INt, kA Udm, kV Idm, A INtmax, kA 20 36 630 50 Loại CL 3DC - t qđ Cầu chì cao áp: STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điện áp định mức, kV U đmCC ≥ U đmMĐ Dòng điện định mức dây chảy, A I đmTB ≤ I dc ≤ I vo Dòng cắt định mức cầu chì, kA I cđđmCC ≥ I " Điều kiện I đmTB α α = 2,5 với động không đồng mở máy không tải (nhẹ); I dc ≥ Điều kiện mở máy α = 1,6-2,0 với động mở máy có tải; α = 1,6 với động mở máy nặng nề, MBA hàn; Bảng ví dụ- Thơng số kỹ thuật CC:3GD1 606-5D Loại CC 3GD1 606-5D Udm, kV 36 Idm, A 32 IcắtNmin, A 230 IcắtN, kA 31,5 • Chọn cáp điện Dòng điện cho phép dây dẫn hạ sau MBA phân xưởng: I cp ≥ I lv max k1 k Trong đó: Ilvmax – dòng điện cực đại lâu dài chạy dây dẫn, A; Icp – dòng điện cho phép dây dẫn tiêu chuẩn, A; k1 – hệ số tính đến môi trường đặt dây; 15 k2 – hệ số xét tới điều kiện ảnh hưởng dây dẫn đặt gần nhau; Kiểm tra ổn định nhiệt F ≥ Fodn = α.I ∞ t qd Trong đó: Fođn - Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm2) α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6) I∞ - Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy ngắn mạch pha ) tqđ - thời gian tác động qui đổi dịng điện ngắn mạch theo tính tốn, (lấy = 0,3s 0,5s) • Chọn - Thanh góp hạ áp TBAPP chọn theo điều kiện dịng điện phát nóng cho phép có xét đến điều kiện tải cố: I cp ≥ k qtsc S đmBA k1 k 3.U đm Trong k1 - Hệ số hiệu chỉnh dẫn đặt đứng k1 = 1, Đặt ngang k1 = 0,95 k2 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường Icp - Dòng diện cho phép chạy qua dẫn t = 250C kqtsc – hệ số tải cố MBA Chọn dẫn đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (F = x = ) mm , pha đặt với Icp = A (nếu dòng nhỏ 1000 A phải kiểm tra ổn định động) - Kiểm tra ổn định nhiệt dẫn F ≥ Fodn = α.I ∞ t qd Trong đó: Fođn - Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm2) α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6) I∞ - Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy ngắn mạch pha ) tqđ - thời gian tác động qui đổi dòng điện ngắn mạch theo tính tốn, (lấy = 0,3s 0,5s); - Kiểm tra ổn định động Mô men uốn: M = Ftt l = 1,76.10 − i xk Mô men chống uốn: W Ứng suất: σ tt = ( l2 ( kG.cm) a = 0,167.b h cm ) M ≤ σ cp = 1400 kG/cm W 16 i xk - dịng ngắn mạch xung kích, kA (đã có phần tính NM); l - chiều dài dẫn, lấy l = 125 cm; a - khoảng cách pha, lấy a = 60 cm; σ tt , σ cp - ứng suất tính tốn ứng suất cho phép dẫn, kG/cm 2; b, h - bề rộng, bề ngang tiết diện dẫn, cm; • Chọn sứ đỡ STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điện áp định mức, kV U đmS ≥ U đmMĐ Lực cho phép lên đỉnh sứ, kG k hc Ftt = k hc 1,76.10 −8 i xk2 Trong Điều kiện l ≤ Fcp = 0,6.F ph ( kG ) a F ph - lực pháp hủy sứ, kG; k hc = h / h ' - hệ số hiệu chỉnh lực phá hủy cho phép; h, h ' - chiều cao sứ chiều cao từ chân sứ đến tâm dẫn đặt đứng, cm; • Chọn Áp-tô-mát Đối với áptômát tổng chọn theo điều kiện sau: U đmA ≥ U đmMĐ = 0,38 kV - Điện áp định mức : - Dòng điện định mức: I đmA ≥ k qtsc S đmB 3.U đmMĐ ( A) ( 3) - Dòng điện cắt định mức I cđđ ≥ I k • Chọn thiết bị đo lường Chọn biến dòng điện, BI STT Đại lượng chọn, kiểm tra Vị trí đặt nhà hay trời Điện áp định mức, kV Dòng điện định mức sơ cấp, A Cấp xác Phụ tải phía thứ cấp, VA Ổn định lực điện động Điều kiện U đmCT ≥ U đmMĐ I đm.CT ≥ I lv max [ I tt ] Phù hợp với loại phụ tải thứ cấp S đm ≥ S 2tt ixktt k đ đm ≥ I đmCT 17 Lực cho phép đầu sứ CT (chỉ áp dụng cho CT kiểu sứ đỡ) Fcp ≥ 0,88.10 −2 Bội số ổn định nhiệt k n.đm ≥ ixk2 l a I ∞ t qđ I đmCT t n.đm Chọn máy biến điện áp, BU STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điện áp định mức sơ cấp, kV Kiểu sơ đồ đầu nối dây Phụ tải pha, VA Sai số Chọn dây dẫn từ VT đến meters Điều kiện U đmVT ≥ U đmMĐ Phụ thuộc vào việc sử dụng S đm ≥ S 2tt Nhỏ sai số cho phép Chọn dây dẫn thứ cấp nhỏ 2,5 mm2 Không cần kiểm tra ổn định động ổn định nhiệt 18 CHƯƠNG 5.1 Tính tốn chọn tụ bù nâng cao hệ số cơng suất Xác định dung lượng bù cần thiết Tiến hành bù để nâng hệ số công suất: Qb = Pttxn ( tgϕ − tgϕ ) Pttxn - Phụ tải tác dụng tính tốn tồn nhà máy, [kW] tgϕ1 - Tương ứng với hệ số cosϕ1 trước bù (theo chương 1) tgϕ2 - Tương ứng với hệ số cosϕ2 sau cần bù để đạt giá trị quy định (ở ta lấy cosϕ2 = 0,95) 5.2 Tính tốn lựa chọn loại tụ bù Như phân tích từ đặc điểm ta lựa chọn thiết bị bù tụ điện tĩnh Nó có ưu điểm giá đầu tư đơn vị công suất bù không phụ thuộc vào dung lượng tụ bù nên thuận tiện cho việc chia nhỏ thành nhóm đặt gần phụ tải Mặt khác tụ điện tĩnh tiêu thụ cơng suất tác dụng từ 0,003 ÷ 0,005 kW vận hành đơn giản, cố Sơ đồ thay : tpptt Rc1 Rc2 Rc3 Rc4 Rc5 Rb1 Rb1 Rb1 Rb1 Rb1 Q1, Qb1 Q2 , Qb2 Q3, Qb3 Q4, Qb4 Q5, Qb5 Công thức phân phối dung lượng bù cho nhánh hình tia  Q xn − Qb   Rtđ  Ri  Qbi = Qi -  Trong đó: Qbi - Là cơng suất bù cần đặt hạ áp trạm biến áp thứ i [kVAr] Qi - Là công suất phản kháng lớn phụ tải TBA thứ i [kVAr] Qxn - Là cơng suất phản kháng tồn xí nghiệp [kVAr] Rtđ - Điện trở tương đương toàn mạng Ri - Điện trở nhánh thứ i ,với Ri = RCi+RBi RCi - Điện trở đường dây thứ i RBi - Điện trở trạm biến áp áp thứ i R td   = + + .  R1 R  19 −1 ΔPN U dm 10 , Ω S dm Với trạm đặt hai máy biên áp : RBi = Sơ đồ ghép nối tụ bù trạm biến áp tñ a tổng CHNG tủ phân phối cho px tủ a phân đoạn tủ bù tủ bù tủ phân phèi cho c¸c px tđ a tỉng Tính tốn nối đất trạm biến áp phân xưởng Nối đất biện pháp an tồn hệ thống cung cấp điện Nó có tác dụng tản dịng điện ln giữ mức điện thấp vật liẹu nối đất, đảm bảo làm việc bình thường thiết bị Nối đất cịn đảm bảo an tồn cho người vận hành sửa chữa tiếp xúc với phận mang điện, vỏ máy, tủ hạ thế,…tất trạm biến áp hệ thống cung cấp điện phải có hệ thống nối đất với điện trở nối đất Rnd ≤ 4Ω Để nối đất cho trạm biến áp phân xưởng, ta sử dụng điện cực nối đất chôn trực tiếp đất, dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất Cụ thể ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm cọc nối đất làm thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,8m Các cọc chôn cách 5m nối với thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất Các nối chôn sâu 0,8m - Xác định điện trở nối đất cọc Điện trở suất ρ( Ω.cm) (tra theo loại đất) đất biến đổi phạm vi rộng Trị số mùa mưa mùa khô khác xa nên tính tốn phải chỉnh theo hệ số mùa Loại đất Loại đất ρ(10 Ω.cm) ρ(10 Ω.cm) Cát Đất vườn 0,4 Cát lẫn đất Đất đen Đất sét 0,6 Tra bảng 2- Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp tác giả Nguyễn Minh Chước, với nối đất an tồn làm việc ta có: Hệ số mùa cọc 2÷3m, chơn sâu 0,5÷0,8m: kmuaC = 1,2÷2,0 (lấy =2,0) Hệ số mùa đặt ngang sâu 0,8m: kmuaT = 1,5÷7 (lấy =3,0) Điện trở nối đất cọc: 20 R1c = 0,00298.ρ.k mua Ω - Xác định sơ số cọc: Số cọc xác định theo công thức sau: n= Rtc η c Rd Trong đó: Rtc: Điện trở nối đất cọc, Ω Rd: Điện trở nối đất thiết bị nối đất theo quy định, Ω ηc: Hệ số sử dụng cọc, tra bảng ηc = 0,6 Xác định điện trở nối Điện trở nối xác định theo công thức: Rt = 0,366.ρ k  2.l  lg  l  b.t  Trong đó: Ρmax: Điện trở suất đất độ chơn sâu nằm ngang, Ω/km l: Chiều dài mạch vòng tạo nối, cm b: Bề rộng nối, cm Lấy b = 4cm t: Chiều sâu chôn nối, t = 0,8m Tra bảng tìm ηt = 0,45 Điện trở thực tế nối đất: Rt' = Rt Ω ηt Điện trở toàn số cọc Rc = Rt' Ω Rt' − Số cọc thực tế phải đóng n= R1c η c Rc Kiểm tra lại: Điện trở hệ thống nối đất Rht = R1c Rt Ω < Ryc = 4Ω ? R1c η t n − Rt η c Hình vẽ: Sơ đồ mặt mặt cắt hệ thống nối đất Cọc Thanh nối 0,7m TBA 0,8m 2,5m - 21 CHƯƠNG 7.1 Dự tốn cơng trình Danh mục thiết bị Lập bảng danh mục thiết bị trạm biến áp, tủ THT, TĐL, TCS, TLM, dây dẫn từ nguồn tới phụ tải, có kèm theo khối lượng đơn giá TT Thiết bị Qui cách 7.2 Đơn vị Số lượng Đơn giá,103đ V,106đ Xác định tham số kinh tế Tổng giá thành cơng trình ∑V, tính theo bảng giá danh mục thiết bị (triệu đồng) Tổng giá thành cơng trình có tính đến công lắp đặt 1,1.V∑ Giá thành đơn vị công suất đặt là: g0 = V∑ (triệu đồng/kVA) S ttpx Tổng chi phí quy đổi kể chi phí xây dựng: Z∑ = p 1,1.V∑ + Cht ( triệu đồng) Tổng điện tiêu thụ: ∑A = Pttpx TM (kWh) Tổng chi phí đơn vị điện năng: g= Z∑ ∑A (đ/kWh) Các vẽ 7.3 Sơ đồ trạm biến áp: nguyên lý, bố trí, mặt cắt 7.4 Sơ đồ nguyên lý mạng điện toàn phân xưởng 7.5 Sơ đồ dây mạng điện mặt phân xưởng 7.6 Sơ đồ chiếu sáng, sơ đồ nối đất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- TrẦN Quang Khánh, Bài tập cung cấp điện (phần 2) [2]-Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện 22 ... dụ: Biểu đồ phụ tải Xí nghiệp αcs (độ) 5,9 CHƯƠNG 2.1 Xác định sơ đồ cấp điện xí nghiệp Chọn cấp điện áp phân phối Trong mạng phân phối phạm vi xí nghiệp, sử dụng cấp điện áp theo công thức... Sơ đồ dây mạng điện mặt phân xưởng 7.6 Sơ đồ chiếu sáng, sơ đồ nối đất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- TrẦN Quang Khánh, Bài tập cung cấp điện (phần 2) [2]-Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện. .. đó: ) Uop [kV] – điện áp tối ưu mạng điện; P [kW] – cơng suất (tính tốn) xí nghiệp cần cấp điện; L [km] – chiều dài đường dây từ nguồn tới xí nghiệp Từ kết tính được, lựa chọn cấp điện áp tiêu chuẩn