Nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế cung cấp điện cho một công trình là xác định chính xác nhu cầu điện của công trình đó, tức là xác định phụ tải của công trình đó đồng thời có tính toán đến đến sự phát triển của phụ tải trong tương lai. Trên cơ sở giá trị công suất tính toán mà ta lựa chọn nguồn điện và thiết bị như MBA, dây dẫn, thiết bị phân phối, thiết bị bảo vệ. Việc xác định không chính xác công suất tính toán của nhà máy sẽ dẫn đến việc lãng phí trong đầu tư khi phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế cũng như việc cung cấp điện không đảm bảo làm giảm tuổi thọ các thiết bị, có thể gây cháy nổ và quá tải khi phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế. Trong thực tế có nhiều phương pháp tính toán phụ tải độ chính xác khác nhau như: Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Theo công suất trung bình và độ lệch công suất tính toán với công suất trung bình. Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng. Theo công suất trung bình và hệ số cực đại Theo lượng tiêu thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm. Theo lượng điện năng trên một dơn vị diện tích. Việc lựa chọn phương pháp tính toán phụ thuộc vào độ chính xác cho phép cũng như dữ liệu cho trước. Tuy nhiên phương pháp được coi là chính xác nhất là phương pháp dựa trên dữ liệu của từng thiết bị riêng lẻ. Những lưu ý khi tính toán thiết kế cung cấp điện Tổng công suất tiêu thụ lớn nhất thực tế của nhóm thiết bị luôn nhỏ hơn tổng công suất định mức của chúng vì không phải lúc nào chúng cũng làm việc với công suất định mức và thời điểm tiêu thụ công suất cực đại cũng không phải lúc nào cũng trùng nhau. Khi xác định công suất tính toán của nhà máy cần lưu ý đến tính chất không đều của tải theo giờ, ngày, tuần, tháng, năm, tức là cần phải phân tích đồ thị phụ tải. Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện và các phần tử trong hệ thống cung cấp phải tiến hành dựa trên cơ sở tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn ra phương án tối ưu. Phương án được lựa chọn phải là phương án đảm bảo cung cấp điện tin cậy đồng thời tiết kiệm về mặt kinh tế (Chi phí đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, tổn thất điện năng …). Những đại lượng chính được đề cập đến khi tính toán phụ tải: công suất biểu kiến S(kVA), công suất tác dụng P(kW), công suất phản kháng (kVar), và dòng điện I (A). Hệ thống cung cấp điện được thiết kế phải đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, thuận tiện cho người vận hành, sửa chữa. Các bước chính trong thiết kế hệ thống cung cấp điện công nghiệp: a. Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng. b. Xác định phương án về nguồn điện c. Xác định sơ đồ cấu trúc mạng điện. d. Chọn, kiểm tra dây dẫn và thiết bị bảo vệ. e. Thiết kế hệ thống nối đất an toàn. f. Thiết kế hệ thống chống sét. g. Xây dựng bản vẽ nguyên lý và bản vẽ thi công
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TRƯƠNG VIỆT ANH CHƯƠNG VII NÂNG CAO HỆ SỐ VA CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ I Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ : Từ tam giác công suất ta có quan hệ sau: Từ biểu thức quan hệ ta thấy P không thay đổi, mạng điện bù công suất phản kháng lượng Q truyền tải đương dây giảm xuống kết hệ số tăng lên Giảm tổn thất công suất mạng điện: Tổn thất đường dây tính theo công thức sau: Ta thấy giảm Q truyền tải đường dây,ta giảm thành phần tổn thất công suất Q gây Giảm tổn thất điện áp mạng điện: Tổn thất điện áp tính theo công thức sau: Ta thấy giảm Q truyền tải đường dây, ta giảm tổn thất điện áp Q gây Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp: Khả truyền tải đường dây máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng tức phụ thuộc vào dòng điện làm việc cho phép chúng dòng điện chạy dây dẫn máy biến áp tính theo công thức sau: Biểu thức chứng tỏ cho ta thấy với tình trạng phát nóng định đường dây máy biến áp ta tăng khả truyền tải công suất tác dụng P chúng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng phải tải Vì giữ nguyên đường dây máy biến áp, mạng điện tăng lên tức giảm lượng Q truyền tải khả truyền tải chúng tăng lên Việc nâng cao hệ số công suất đưa đến hiệu làm giảm chi phí kim loại màu góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả phát điện máy phát II CHỌN THIẾT BỊ BÙ: Có nhiều thiết bị dùng để bù công suất phản kháng nâng cao hệ số sau số thiết bị thường hay ứng dụng để bù là: Bù tự nhiên: - Sắp xếp thiết bị sử dụng điện cách tối ưu - Thay động non tải động có công suất nhỏ SVTH: NGUYỄN VĂN CÔNG LÝ MSSV: 10102081 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN - GVHD: TRƯƠNG VIỆT ANH Thay máy biến áp non tải máy biến áp có công suất nhỏ Hạn chế tối đa việc sử dụng thiết bị non tải Bù nhân tạo a Tụ bù: Là loại thiết bị điện tĩnh làm việc với dòng diện vượt trước điện áp sinh công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng điện Ưu điểm tụ bù: - Tổn thất công suất bé - Lắp đặt bảo quản vận hành dễ dàng - Hiệu suất sử dụng cao - Không đòi hỏi vốn đầu tư cao Nhược điểm: - Kém chắn,dễ bị phá hỏng ngắn mạch hoạch điện áp vượt trị số định mức - Có dóng điện xung điện áp dư gây nguy hiểm cho người vận hành Ứng dụng: - Tụ điện sử dụng rộng rãi xí nghiệp trung bình nhỏ, đòi hỏi dung lượng bù không lớn b Máy bù đồng bộ: Là loại động đồng làm việc chế độ không tải Ưu điểm: - Kích thước gọn nhẹ - Ngoài việc bù công suất phản kháng thiết bị tốt để điều chỉnh điện áp - Giá thành rẻ động dồng Nhược điểm: - Bảo quản vận hành khó khăn - Máy thường phải chế tạo công suất lớn Ứng dụng: - Thường ứng dụng xí nghiệp đòi hỏi dung lượng bù lớn III CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG Bù tập trung: Thiết bị bù đấu vào góp hạ áp tủ phân phối đóng thơi gian tải hoạt động SVTH: NGUYỄN VĂN CÔNG LÝ MSSV: 10102081 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TRƯƠNG VIỆT ANH Ưu điểm: - Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu - Làm nhẹ tải cho máy biến áp, có khả phát triển thêm phụ tải cần thiết - Làm giảm vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng cho hệ thống Nhược điểm: - Dòng điện phản kháng tiếp tục vào tụ phân phối mạng hạ - Kích thước dây dẫn, công suất tổn hao không cải thiện với chế độ bù tập trung Bù nhóm: Là thiết bị bù bù váo tủ phân phối khu vực nhóm thiết bị Ưu điểm: - Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu - Làm giảm vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng cho hệ thống - Tổn hao đường dây giảm - Kích thước dây cáp tủ phân phối khu vực giảm có khả tăng thêm tải cho tủ phân phối khu vực SVTH: NGUYỄN VĂN CÔNG LÝ MSSV: 10102081 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TRƯƠNG VIỆT ANH Nhược điểm: - Dòng điện tiếp tục vào tuyến dây xuất phát từ tủ động lực - Kích thước dây dẫn công suất tổn hao dây dẫn nói chưa cải - thiện chế độ bù nhóm Khi có thay đổi đáng kể tải luôn tồn nguy bù dư kèm theo tượng áp 3.Bù riêng lẻ: Thiết bị bù mắc trực tiếp vào mối nối dây thiết bị dùng điện có tính cảm Bù riêng lẻ xét đến công suất động đáng kể so với công suất mạng điện Ưu điểm: - Giảm công suất phản kháng thiết bị điện gây - Giảm công suất biểu kiến yêu cầu - Giảm kích thước dây dẫn tất dây dẫn - Các dòng điện phản kháng có giá trị lớn không tồn mạng điện IV XÁC DỊNH DUNG LƯỢNG BÙ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ CHO PHÂN XƯỞNG Chọn phương án bù: Từ việc tính toán phụ tải cho phân xưởng ta thấy phân xưởng khí có mật độ phụ tải thuộc loại trung bình đòi hỏi dung lượng bù không lớn Nên ta định chọn phương án bù cho phân xương phương án bù tập trung tủ phân phối SVTH: NGUYỄN VĂN CÔNG LÝ MSSV: 10102081 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TRƯƠNG VIỆT ANH Xác định dung lượng bù cho phân xưởng: Ta có: Ta thấy mạng điện sinh hoạt mạng điện công nghiệp thường =0,8 0,95 Ở ta thấy thấp quy định nên ta định bù cho phân xưởng có Dung lượng bù tính theo công thức sau: Trong đó: công suất toàn phân xưởng hệ số công suất trước bù hệ số công suất sau bù Để nâng cao hệ số công suất phân xưởng từ 0.75 lên 0.95 ta cần bù cho phân xưởng lượng Qbù là: = 478 SVTH: NGUYỄN VĂN CÔNG LÝ MSSV: 10102081