Cung cấp điện cho nhà máy liên hợp dệt

Mục Lục Trang Chương I: Giới thiệu chung về nhà máy 1 Chương II: Xác định phụ tải tính toán 3 I: Giới thiệu phương pháp tính, chọn phương pháp 3 II: Tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng 3 III: Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy 4 IV: Biểu đồ phụ tải các phân xưởng 5 Chương III: Thiết kế mạng cao áp toàn nhà máy 8 I: Lựa chọn điện áp truyền tải từ hệ thống đến nhà máy 8 II: Chọn kiểu sơ đồ cung cấp điện 8 III: Chọn vị trí, số lượng, dung lượng MBA 9 IV: Các phương án đi dây trong mạng nhà máy 14 V: So sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật các phương án 16 VI: Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành phương án 20 Chương IV: Tính toán ngắn mạch 23 I: Mục đính tính toán ngắn mạch và các giả thiết tinh toán 23 II: Chọn điểm tính ngắn mạch 23 III: Tính các thông số của sơ đồ thay thế 23 IV: Tính dòng ngắn mạch ba pha 25 V: Chọn và kiểm tra thiết bị 27 Muc Lục

Bài tập lớn Cung cấp điện Chơng I: Giới thiệu chung nhà máy Sơ đồ mặt toàn nhà máy: Từ hệ thống điện Tỉ lệ: 1/5000 Bảng 1: Phụ tải nhà máy liên hợp dệt Stt Tên phân xởng Công suất đặt (kW) Bộ phận sợi 2500 Bộ phận dệt 1800 Bộ phận nhuộm 450 Phân xởng 300 Phân xởng sửa chữa khí 650 Phân xởng mộc 160 Trạm bơm 220 Ban quản lý phòng thí ngiệm 150 Kho vật liệu trung tâm 70 10 Phụ tải chiếu sáng phân xởng Tính theo diện tích Các hệ số: diện tích S (m2), knc, cos, phụ tải chiếu sáng p0(W/mm2), Tmax Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Stt Tên phân xởng S knc cos P0 Bộ phận sợi 1296 0,65 0,8 15 Bộ phận dệt 1244 0,65 0,8 15 Bộ phận nhuộm 1053 0,65 0,8 15 Phân xởng 891 0,65 0,8 15 Phân xởng sửa chữa khí 702 0,2 0,7 15 Phân xởng mộc 765 0,5 0,6 15 Trạm bơm 486 0,5 0,8 10 Ban quản lý phòng thí ngiệm 900 0,7 0,8 15 Kho vật liệu trung tâm 765 0,4 0,85 10 Tra bảng, nhà máy liên hợp dệt Tmax = 4500h, cos = 0,76 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Chơng II: Xác định phụ tải tính toán I: Giới thiệu phơng pháp tính, chọn phơng pháp Hiện có nhiều phơng pháp tính phụ tải tính toán Những phơng pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thờng cho kết không xác Ngợc lại, độ xác đợc nâng cao phơng pháp lại phức tạp Vì vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo nhu cầu cụ thể mà chọn phơng pháp tính cho phù hợp Các phơng pháp tính phụ tải tính toán: Tính phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu Tính phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Tính phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Tính phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K max công suất trung bình Ptb (còn gọi phơng pháp số thiết bị hiệu quả) Trong tập này, phân xởng cho công suất đặt nên phụ tải tính toán đợc xác định theo công suất đặt hệ số nhu cầu II: Tính phụ tải tính toán cho phân xởng Bộ phận sợi: + Công suất đặt : 2500 kW + Diện tích : 1296 m2 Tra bảng ta có: + Hệ số nhu cầu knc = 0,65 + cos = 0,8 + Suất chiếu sáng p0 = 15 W/m2 Công suất tính toán động lực: Pđl = knc Pđ = 0,65.2500 = 1625 kW Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = p0 S = 15.1296 = 19,44 kW Công suất tính toán tác dụng phân xởng: Ptt = Pđl + Pcs = 1625 + 19,44 = 1644,44 kW Công suất tính toán phản kháng phân xởng: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Qtt = Pđl tg = 1625 0,75 = 1218,75 kVAr Công suất tính toán toàn phần phân xởng: S tt = Ptt 1644, 44 = = 2055,55 kVA cos 0,8 Các phân xởng khác tính tơng tự nh ta có bảng 2: Bảng 2: Phụ tải tổng trở phân xởng Stt Pđ KW Tên phân xởng knc Cos P0 Pđl KW KW Pcs KW Ptt KW Qtt KVAr Stt kVA Bộ phận sợi 2500 0,65 0,8 15 1625 19,4 1644,4 1218,8 2055,5 Bộ phận dệt 1800 0,65 0,8 15 1170 18,7 1188,7 877,5 1485,8 Bộ phận nhuộm 450 0,65 0,8 15 292,5 15,8 308,3 219,4 385,4 Phân xởng 300 0,65 0,8 15 195 13,4 208,4 146,3 260,5 Phân xởng SCCK 650 0,2 0,7 15 130 10,5 140,5 132,6 200,7 Phân xởng mộc 160 0,5 0,6 15 80 11,5 91,5 106,7 152,5 Trạm bơm 220 0,5 0,8 10 110 4,9 114,9 82,5 143,6 Ban quản lý PTN 150 0,7 0,8 15 105 13,5 118,5 78,8 148,1 Kho vật liệu trung tâm 70 0,4 0,85 10 28 7,7 35,7 17,4 42 Tổng 6300 3735,5 115,4 3850,9 2880 4874,1 III: Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy Ta lấy kđt = 0,85, hệ số đồng thời, đặc trng cho khả xuất phụ tải cực đại thời gian Phụ tải tính toán tác dụng nhà máy: Pttnm = k dt Ptti i =1 = 0,85 * 3850,9 = 3273,3 kW Phụ tải tính toán phản kháng nhà máy: Q ttnm = k dt Q tti i =1 = 0,85 * 2880 = 2448 kVAr Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Phụ tải tính toán toàn phần nhà máy: S ttnm = Pttnm + Q 2ttnm = 3273,3 + 2448 = 4087,42 kVA Hệ số công suất nhà máy: P 3273,3 cos = ttnm = = 0,8 S ttnm 4087, 42 IV: Biểu đồ phụ tải phân xởng 1: Xác định bán kính góc chiếu sáng biểu đồ phụ tải Chọn tỉ lệ xích m = kVA/mm 2, từ ta tìm đợc bán kính biểu đồ phụ tải: S m R= Trong R: bán kính biểu đồ phụ tải S: công suất tổng trở toàn phần phân xởng Góc phụ tải chiếu sáng nằm biểu đồ phụ tải đợc xác định nh sau: cs = 360.Pcs Ptt Bảng 3: Bán kính R góc phụ tải chiếu sáng phân xởng Stt Tên phân xởng Ptt kW Pcs kW Stt kVA R mm 0cs Bộ phận sợi 1644,4 19,4 2055,5 11,4 4,2 Bộ phận dệt 1188,7 18,7 1485,8 9,7 5,7 Bộ phận nhuộm 308,3 15,8 385,4 5,0 18,4 Phân xởng 208,4 13,4 260,5 4,1 23,1 Phân xởng SCCK 140,5 10,5 200,7 3,6 26,9 Phân xởng mộc 91,5 11,5 152,5 3,1 45,2 Trạm bơm 114,9 4,9 143,6 3,0 15,4 Ban quản lý PTN Kho vật liệu trung tâm 118,5 13,5 148,1 3,1 41,0 35,7 7,7 42 1,6 77,6 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Biểu đồ phụ tải nhà máy đợc vẽ hình 2: 2055,5 385,4 1485,8 260,5 58 M(52,5 ; 53 148,1 200,7 38,5 22,5 17,5 152,5 42 10 23,5 143,6 48,5 68 84,5 91,5 104,5 2: Xác định trọng tâm phụ tải Trên sơ đồ mặt nhà máy, vẽ hệ toạ độ xOy, phụ tải có toạ độ (xi,yi), trọng tâm phụ tải nhà máy đợc xác định theo tạo độ (x,y) nh sau: x= x S S i i y= i y S S i i i Stt xi yi Si 31 58 2055,5 48,5 58 1485,8 84,5 58,5 385,4 96,5 58,5 260,5 112 40,5 200,7 104,5 22,5 152,5 91,5 10 143,6 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện x= 68 38,5 148,1 23,5 17,5 42 31.2055,5 + 48,5.1485,8 + 84,5.385, + 96,5.260,5 + 112.200,7 + 104,5.152,5 + 4874,1 + 91,5.143,6 + 68.148,1 + 23,5.42 4874,1 = 52,5 y= 58.2055,5 + 58.1485,8 + 58,5.385, + 58,5.260,5 + 40,5.200,7 + 22,5.152,5 + 4874,1 + 10.143,6 + 38,5.148,1 + 17,5.42 4874,1 = 53,9 Trọng tâm phụ tải là: (52,5;53,9) Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Chơng III: Thiết kế mạng cao áp toàn nhà máy I: Lựa chọn điện áp truyền tải từ hệ thống đến nhà máy Để xác định điện áp truyền tải đờng dây ta dùng công thức kinh nghiệm: U = 4,34 l + 16.P Trong đó: U : điện áp truyền tải đờng dây (kV) l : chiều dài đờng dây (km) P : công suất tác dụng truyền tải đờng dây (MW) Khi tính điện áp truyền tải đờng dây, ta phải tính đến phát triển nhà máy đến 10 năm sau St = Stt (1+t) Trong đó: St : phụ tải nhà máy tơng lai (kVA) Stt : phụ tải tổng trở nhà máy thời điểm (kVA) : hệ số tăng trởng phụ tải nhà máy t : thời gian xét (năm) Tra bẳng nhà máy liên hợp dệt = 0,04; ta xét 10 năm Nh ta có phụ tải nhà máy 10 năm sau là: St = (3273,3+j2448)(1+0,04.10) = 4582,62 + j3427,2 kVA St = 4582,62 + 3427,2 = 5722, 42 kVA Với l = 10 km, P=4,583 MW, thay vào công thức tính điện áp ta có: U = 4,34 10 + 16.4,583 = 39,62 kV Ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống nhà máy Uđm = 35kV II: Chọn kiểu sơ đồ cung cấp điện Với nhà máy nhà máy điện tự dùng ta có sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy nh sau: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện 35 - 110 kV 35 - 220 kV T1 T2 - 20 kV - 20 kV T3 a b c Ta thấy dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kV xuống điện áp 0,4kV có lợi giảm đợc tổn thất nhng chi phí cho thiết bị cao Loại sơ đồ phù hợp với xí nghiệp có phân xởng cách xa (Hình a,b) Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kV cấp điện cho biến áp phân xởng 10/0,4kV chi phí cho thiết bị thấp với loại hình phân xởng đặt gần tổn thất không lớn (Hình c) Do cấp điện áp từ hệ thống cấp cho nhà máy 35kV, phân xởng đặt gần nên ta chọn sơ đồ c III: Chọn vị trí, số lợng, dung lợng MBA 1: Chọn vị trí TBA a: TBA trung tâm TBA trung tâm nhận điện từ hệ thống có điện áp 35kV, biến đổi thành điện áp 10kV, phân phối cho phân xởng TBA trung tâm phải đảm bảo: + Gần trung tâm phụ tải + Không cản trở giao thông lại Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, nh độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp đợc rút ngắn, tiêu kinh tế kỹ thuật sơ đồ cung cấp điện đảm bảo Trọng tâm phụ tải là: (52,5;53,9) Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Bài tập lớn Cung cấp điện Di chuyển khoảng trống, ta chọn vị trí TBA trung tâm M(52,5;51) b: TBA phân xởng Trạm biến áp phân xởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kV xuống điện áp phân xởng 0,4kV cung cấp cho phụ tải động lực chiếu sáng phân xởng Vị trí trạm phân xởng đặt gần tâm phụ tải phân xởng, không ảnh hởng tới trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành sửa chữa Vị trí TBA phân xởng đặt vị trí: + Trạm đặt phân xởng: giảm đợc tổn thất, chi phí xây dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhng khó khăn vấn đề chống cháy nổ + Trạm đặt phân xởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống cháy nổ + Trạm đặt kề phân xởng: tổn thất chi phí xây dựng không cao, vấn đề phòng cháy nổ dễ dàng Vậy trạm biến áp đợc chọn xây dựng kề phân xởng 2: Chọn số lợng TBA Chọn số lợng máy biến áp cho trạm nh trạm biến áp phân xởng có ý nghĩa quan trọng việc xây dựng sơ đồ cung cấp điện hợp lý Kinh nghiệm tính toán vận hành cho thấy trạm biến áp cần đặt máy biến áp tốt nhất, cần thiết đặt hai máy, không nên đặt hai máy Trạm máy biến áp có u điểm tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giản hầu hết trờng hợp, có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhng có nhợc điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao máy bị cố Trạm hai máy biến áp thờng có lợi kinh tế so với trạm ba máy lớn hơn, độ an toàn cung cấp điện đợc đảm bảo Khi thiết kế để định chọn số lợng máy biến áp cần phải xét đến độ tin cậy cung cấp điện TBA cung cấp điện cho hộ loại I,II dùng MBA, hộ loại III dùng MBA a: TBA trung tâm TBA trung tâm cấp điện cho toàn xí nghiệp nên ta dùng MBA b: TBA phân xởng Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 10 Bài tập lớn Cung cấp điện 2055,5 = 59,3 A 10 59,3 Fkt = = 19,1 mm2 3,1 I max = Chọn cáp XLPE có thiết diện tối thiểu 25 mm2 : XLPE (3x25) Các đờng cáp khác đợc chọn tơng tự nh trên, cáp đ ợc chọn vợt cấp nên không cần kiểm tra U Icp Bảng 6: Kết chọn cáp cao áp 10kV cho phơng án Đờng cáp S (kVA) F (mm2) l (m) TBATT-B1 2055,5 25 70 75 000 250 000 TBATT-B2 1485,8 16 55 48 000 640 000 TBATT-B3 645,9 16 185 48 000 880 000 B6-B4 296,1 16 292 48 000 14 016 000 TBATT-B5 348,8 16 125 48 000 000 000 TBATT-B6 338,1 16 178 48 000 544 000 Đơn giá (đ/m) Thành tiền (đ) Vốn đầu t TBA B6: KTBA = 137 999 800 đ K1 = 183 329 800 đ b: Tính tổn thất điện Tổn thất công suất tác dụng đờng dây đợc xác định: P = S2tt R.10 kW U Tra bảng cáp XLPE (3.16) có r0 = 0,93 /km R = r0 l = 0,93 70 10-3 = 0,065 Tổn thất công suất tác dụng đờng dây TBATT - B1: 2055,5 P = 0, 065.10 = 2,75 kW 10 Các đờng cáp khác đợc tính tơng tự, ta có: Bảng 7: Kết tính toán P phơng án Đờng cáp F (mm2) l (m) r0 (/km) R () S (kVA) P (kW) TBATT-B1 25 70 0,93 0,065 2055,5 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 2,746 17 Bài tập lớn Cung cấp điện TBATT-B2 16 55 1,47 0,081 1485,8 1,788 TBATT-B3 16 185 1,47 0,272 645,9 1,134 B6-B4 16 292 1,47 0,429 296,1 0,376 TBATT-B5 16 125 1,47 0,184 348,8 0,224 TBATT-B6 16 178 1,47 0,262 338,1 0,299 P1 = 6,567 kW Với Tmax = 4500h; cos = 0,76; tra bảng ta có = 3000h Lấy avh = 0,1; atc = 0,2; c = 750 đ/kWh Chi phí tính toán hàng năm phơng án là: Z1 = (0,1+0,2)183 329 800 + 750 6,567 3000 = 54 998 940 + 14 775 750 = 69 774 690 đ 2: Phơng án Chọn cáp tơng tự nh phơng án 1, ta có: Bảng 8: Kết chọn cáp cao áp 10kV cho phơng án Đờng cáp S (kVA) F (mm2) l (m) TBATT-B1 2055,5 25 70 75 000 250 000 TBATT-B2 1485,8 16 55 48 000 640 000 TBATT-B3 942 16 185 48 000 880 000 B3-B4 296,1 16 122 48 000 856 000 TBATT-B5 348,8 16 125 48 000 000 000 TBATT-B6 42 16 178 48 000 544 000 Đơn giá (đ/m) Thành tiền (đ) Vốn đầu t TBA B6: KTBA = 137 999 800 đ K2 = 175 169 800 đ b: Tính tổn thất điện Bảng 9: Kết tính toán P phơng án Đờng cáp F (mm2) l (m) r0 (/km) R () S (kVA) P (kW) TBATT-B1 25 70 0,93 0,065 2055,5 2,746 TBATT-B2 16 55 1,47 0,081 1485,8 1,788 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 18 Bài tập lớn Cung cấp điện TBATT-B3 16 185 1,47 0,272 942 2,414 B3-B4 16 122 1,47 0,179 296,1 0,157 TBATT-B5 16 125 1,47 0,184 348,8 0,224 TBATT-B6 16 178 1,47 0,262 42 0,005 P2 = 7,334 kW Chi phí tính toán hàng năm phơng án là: Z2 = (0,1+0,2)175 169 800 + 750 7,334 3000 = 52 550 940 + 16 501 500 = 69 052 440 đ 3: Phơng án Chọn cáp tơng tự nh phơng án 1, ta có: Bảng 10: Kết chọn cáp cao áp 10kV cho phơng án Đờng cáp S (kVA) F (mm2) l (m) TBATT-B1 2055,5 25 70 75 000 250 000 TBATT-B2 1485,8 16 55 48 000 640 000 TBATT-B3 984 16 185 48 000 880 000 B3-B4 338,1 16 122 48 000 856 000 TBATT-B5 348,8 16 125 48 000 000 000 B4-KVLTT 42 16 321 48 000 15 408 000 Đơn giá (đ/m) Thành tiền (đ) K3 = 44 034 000 đ b: Tính tổn thất điện Bảng 11: Kết tính toán P phơng án Đờng cáp F (mm2) l (m) r0 (/km) R () S (kVA) P (kW) TBATT-B1 25 70 0,93 0,065 2055,5 2,746 TBATT-B2 16 55 1,47 0,081 1485,8 1,788 TBATT-B3 16 185 1,47 0,272 984 2,634 B3-B4 16 122 1,47 0,179 296,1 0,157 TBATT-B5 16 125 1,47 0,184 348,8 0,224 B4-KVLTT 16 321 1,47 0,472 42 5,204 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 19 Bài tập lớn Cung cấp điện P1 = 12,753 kW Chi phí tính toán hàng năm phơng án là: Z1 = (0,1+0,2)44 034 000 + 750 12,753 3000 = 13 210 200 + 28 684 250 = 41 894 4500 đ 3: Chọn phơng án Các tuyến cáp chọn v ợt cấp, TBAPX gần TBATT, phơng án coi nh điều kiện tổn thất điện áp đạt yêu cầu không đem so sánh Ta có bảng tổng kết phơng án: Phơng án K (đ) P (kW) Z 183 329 800 6,567 69 774 690 175 169 800 7,334 69 052 440 44 034 000 12,753 41 894 4500 Từ bảng ta thấy: phơng án có vốn đầu t nhỏ chi phí vận hành hàng năm nhỏ Vậy ta chọn phơng án VI: Sơ đồ nguyên lý thuyết minh vận hành phơng án 1: Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý trang sau 2: Các thiết bị nguyên tắc vận hành a: Các thiết bị Đờng dây không 35kV dùng dây AC-50, có đặt máy cắt loại SF Phía cao áp TBA trung tâm đặt máy cắt SF đầu vào trạm đặt chống sét van Phía hạ áp (10kV) TBA phân xởng sử dụng hệ thống góp gồm hai phân đoạn, chúng đợc liên hệ với máy cắt liên lạc (MCLL) Các máy cắt cấp 10kV đợc sử dụng máy cắt hợp Trên phân đoạn góp ta đặt biến điện áp pha trụ ( BU ) Phía cao áp (10kV) TBA phân xởng dùng tủ cầu dao- cầu chì trọn Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 20 Bài tập lớn Cung cấp điện Phía hạ áp (0,4kV) TBA phân xởng đặt Aptomat tổng (AT) Aptomat nhánh, trạm MBA ta đặt thêm Aptomat liên lạc (ATLL) b: Nguyên tắc vận hành Bình thờng MCLL, ATLL mở, MBA làm việc độc lập với (vận hành hở) Khi hai MBA bị cố hay đợc đa sửa chữa MC (CD-CC) phía cao áp MC (AT) hạ áp cắt MCLL (ATLL) đợc đóng lại để liên thông hai phân đoạn Khi cố hay sửa chữa phân đoạn MC nối với phân đoạn đợc cắt Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 21 Bài tập lớn Cung cấp điện sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy 35kV MCLL b1 b2 b3 TG 10kV b4 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 b5 22 Bài tập lớn Cung cấp điện Chơng IV: Tính toán ngắn mạch I: Mục đích tính toán ngắn mạch giả thiết tính toán Mục đích tính ngắn mạch để chọn kiểm tra thiết bị Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ xác cao nên dùng phơng pháp gần ta có số giả thiết sau: + Cho phép tính gần điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch máy cắt đầu nguồn cấu trúc hệ thống + Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua phần tử mà dòng ngắn mạch không chạy qua phần tử có điện kháng không ảnh hởng đáng kể nh máy cắt, dao cách ly, aptomat, + Mạng cao áp tính không tính đến điện trở tác dụng Các hệ thống cung cấp điện xa nguồn công suất nhỏ so với hệ thống điện quốc gia, mạng điện tính toán mạng điện hở, nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp hệ thống có tên + Mạng hạ áp điện trở tác dụng có ảnh hởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, bỏ qua tính toán phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không xác II: Chọn điểm tính toán ngắn mạch Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kV, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N cao áp TBA trung tâm 35/10kV để kiểm tra máy cắt góp đây, ta lấy SN = Scắt máy cắt đầu nguồn Để chọn khí cụ điện cho cấp 10kV : + Phía hạ áp TBA trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N 10kV trạm để kiểm tra máy cắt, góp + Phía cao áp trạm biến áp phân xởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N3 để chọn kiểm tra cáp, tủ cao áp trạm III: Tính thông số sơ đồ thay Sơ đồ thay thế: Các thông số sơ đồ: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 23 Bài tập lớn Cung cấp điện + điện kháng hệ thống: X HT U 2tb = SN Trong Utb: điện áp trung bình mạng điện cao áp SN : công suất máy cắt cao áp Máy cắt đầu đờng dây không loại SF 6, ký hiệu 8DB10 có Uđm=36kV, Iđm = 2500 A, Icđm = 31,5 kA X HT = 36,5 = 0,7 35.31,5 + đờng dây không, AC-50 có r0 = 0,27 /km, x0 = 0,392 /km RĐD1 = r0.l = 0,27 10 = 2,7 XĐD1 = x0 l = 0,392 10 = 3,92 + TBA trung tâm: MBA 3200-35/10,5 có Sđm= 3200kVA, UC = 35kV; PN = 11,5kW; UN% = 7% Tính RBA XBA quy đổi phía 35kV: R BA PN U dm = 10 Sdm = 11,5.35 10 3200 =1,38 X BA U N %U dm = 10 Sdm = 0, 07.35 10 3200 =26,8 + đờng dây cáp: Đờng cáp F (mm2) l (m) TBATT-B1 25 70 0,93 TBATT-B2 16 55 TBATT-B3 16 B3-B4 TBATT-B5 R () X (10-3) 0,118 0,07 8,26 1,47 0,128 0,08 7,04 185 1,47 0,128 0,27 23,68 16 122 1,47 0,128 0,18 15,62 16 125 1,47 0,128 0,18 16 r0 (/km) x0(/km) Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 24 Bài tập lớn Cung cấp điện IV: Tính dòng ngắn mạch ba pha 1: Tại N1 Sơ đồ thay thế: Dòng điện ngắn mạch chạy đờng dây: U tb 36,5 = = 3,94 kA IN1 = IN1 = I = 3Z 2,7 + (3,92 + 0,7)2 Dòng điện ngắn mạch xung kích: Ixk1 = 1,8.IN1 = Công suất ngắn mạch: SN1 = Uđm.IN1 = 1,8.3,94 = 10,03 kA 35.3,94 = 238,85 MVA 2: Tại N2 Sơ đồ thay thế: Dòng điện ngắn mạch chạy đờng dây: IN2(35kV) = IN2(35kV)= I(35kV) U tb 36,5 = = 0,67 kA = 3Z (2,7 + 1,38)2 + (3,92 + 0,7 + 26,8)2 Dòng điện ngắn mạch quy đổi phía 10kV: 36,5 36,5 IN2(10kV) = IN2(35kV) =0,67 =2,31 kA 10,5 10,5 Dòng điện ngắn mạch xung kích: Ixk2 = 1,8.IN2 = Công suất ngắn mạch: SN2 = Uđm.IN2 = 1,8.2,31 = 5,88 kA 10.2,31 = 40,01 MVA 3: Tại N3 Sơ đồ thay thế: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 25 Bài tập lớn Cung cấp điện Đờng dây TBATT-B1: ZĐD = 0,07+j8,26.10-3 Quy đổi điện trở đờng dây cáp phía điện áp 35kV: U 36,5 R DD2( 35 kV ) = R DD2(10 kV ) ( tbc )2 = 0, 07.( ) = 0,85 U tbh 10,5 X DD2( 35 kV ) = X DD2(10 kV ) ( U tbc 36,5 ) = 0, 00826.( ) = 0,1 U tbh 10,5 Dòng điện ngắn mạch chạy đờng dây: IN3 = IN3= I U tb 36,5 = = 0,66 = 3Z 3 (2,7 + 1,38 + 0,85)2 + (3,92 + 0,7 + 26,8 + 0,1)2 = 0,66 kA Dòng điện ngắn mạch quy đổi phía 10kV: 35,5 35,5 IN3(10kV) = IN3(10kV) =0,66 =2,3 kA 10,5 10,5 Ixk3 = 1,8.IN3 = 1,8.2,3 = 5,85 kA SN3 = Uđm.IN3 = 10.2,3 = 39,84 MVA Các đờng dây khác tính tơng tự ta có bảng: Bảng : Kết tính toán dòng ngắn mạch Đờng cáp R () X (10-3) IN (kA) Ixk (kA) SN (MVA) TBATT-B1 0,07 8,26 2,30 5,85 39,84 TBATT-B2 0,08 7,04 2,30 5,85 39,84 TBATT-B3 0,27 23,68 2,25 5,73 38,99 B3-B4 0,18 15,62 2,20 5,60 38,10 TBATT-B5 0,18 16 2,27 5,79 39,37 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 26 Bài tập lớn Cung cấp điện V: Chọn kiểm tra thiết bị 1: Máy cắt 35kV Điều kiện chọn kiểm tra: + Điện áp định mức, kV : UđmMC Uđm.m +Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.MC Ilvmax +Dòng điện cắt định mức, kA : Iđm.C IN +Dòng ổn định động, kA : Iôđ.đ ixk +Dòng ổn định nhiệt : tđm.nh I t qd t dm.nh Chọn máy cắt SF6 loại 8DB10 SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: Loại Uđm (kV) Iđm (A) IđmC (kA) Iôđ.đ (kA) 8DB10 36 2500 40 110 Kiểm tra: UđmMC > Uđm.m =35 kV Iđm.MC Ilvmax = 95,4 A Iđm.C IN = 3,94 kA Iôđ.đ ixk = 10,03 kA Máy cắt có dòng định mức Iđm > 1000A kiểm tra dòng ổn định nhiệt 2: Dao cách ly cấp 35kV Điều kiện chọn kiểm tra: + Điện áp định mức, kV : UđmDCL Uđm.m +Dòng điện lâu dài định mức, A : Iđm.DCL Ilvmax +Dòng ổn định động, kA : iđm.đ ixk +Dòng ổn định nhiệt, kA : tđm.nh.I2 đm.nh tqđ.I2 Chọn dao cách li đặt trời, lỡi dao quay mặt phẳng nằm ngang loại 3DC SIEMENS chế tạo: Loại Uđm (kV) Iđm (A) INt (kA) INmax (kA) 3DC 36 1000 30 70 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 27 Bài tập lớn Cung cấp điện Kiểm tra: UđmDCL Uđm.m = 35 kV Iđm.DCL Ilvmax = 95,4 A IN max ixk = 10,03,8 kA Dao cách ly có dòng định mức Iđm = 1000A kiểm tra dòng ổn định nhiệt 3: Máy cắt hợp 10kV Các máy cắt nối vào 10kV chọn loại cách điện SF6, ký hiệu 8DC11 SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: Loại Uđm (kV) Iđm (A) IđmC (kA) Iôđ.đ (kA) 8DC11 12 1250 25 63 Kiểm tra : UđmMC > Uđm.m = 10 kV Iđm.MC Ilvmax = 95,4 A Iđm.cắt IN = 3,94 kA iđm.đ ixk = 10,03 kA Máy cắt có dòng định mức Iđm > 1000A kiểm tra dòng ổn định nhiệt 4: Dao cách ly cầu chì đầu vào TBA phân xởng Chọn tủ cao áp trọn bộ, có dao cách ly vị trí, cách điện SF 6, SIEMENS chế tạo, loại 8DH10, có thông số: Loại Uđm (kV) Iđm (kV) IđmC (kA) Iôđ.đ (kA) 8DH10 12 200 25 63 Thiết bị Dao cắt phụ tải Cầu chì Thiết bị đo lờng 5: Kiểm tra cáp Chọn cáp đồng lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC h ãng FURUKAWA chế tạo, cáp đợc đặt hầm cáp : Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 28 Bài tập lớn Cung cấp điện F (mm2) Hình dạng Icp (A) IN 1s (kA) Uđm (kV) 25 Vặn xoắn 140 3,57 10 16 Vặn xoắn 110 2,28 10 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: F .I N t qd Trong : : hệ số nhiệt độ, với đồng =7 tqđ: thời gian qui đổi, s Ngắn mạch hệ thống cung cấp điện đợc coi ngắn mạch xa nguồn: I=I thời gian qui đổi lấy thời gian tồn ngắn mạch tqđ = tnm = tbv + tmc Ta lấy: + Thời gian tác động bảo vệ : tbv =0,02 s + Thời gian tác động máy cắt :tmc =0,1 s Thời gian quy đổi tqđ =0,12 s Ta cần kiểm tra cho tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn Tuyến cáp TBATT-B1 có dòng ngắn mạch lớn IN3 = 2,30 kA Fmin= IN3 max t qd = 2,30 0,12 = 5,8 mm2 < F =25 mm2 Cáp đợc chọn vợt cấp có độ dài ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp dòng cho phép 6: Chọn kiểm tra Aptomat Với trạm MBA ta đặt tủ aptomat tổng, tủ aptomat nhánh tủ aptomat phân đoạn Với trạm 1MBA ta đặt tủ aptomat tổng tủ aptomat nhánh Mỗi tủ aptomat nhánh đặt aptomat Aptomat đợc chọn theo dòng làm việc lâu dài: S tt I dmA I lv max = I tt = * U dm U dmA U dm m Với aptomat tổng sau máy biến áp, để dự trữ chọn theo dòng định mức MBA: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 29 Bài tập lớn Cung cấp điện I dmA I dmB = SdmB 3U dm Aptomat phải đợc kiểm tra khả cắt ngắn mạch : ICắt đm IN Dòng qua aptomat: +Dòng lớn qua aptomat tổng, MBA 1200 kVA 1200 I max = = 1732, 05( A ) 0, +Dòng lớn qua aptomat tổng, MBA 750 kVA 750 I max = = 1082,53( A ) 0, +Dòng lớn qua aptomat tổng, MBA 560 kVA 560 I max = = 808,29( A ) 0, Bảng chọn aptomat: Trạm biến áp Loại Số lợng Uđm( V ) Iđm(A) IN (kA) B1 (2x1200)kVA CM2000N C10001N 690 690 2000 1000 50 25 B2 (2x750)kVA CM2000N C10001N 690 690 2000 1000 50 25 B3,B4 (2x560)kVA C10001N NS630N 690 690 1000 630 25 10 B5 (1x560)kVA C10001N NS630N 690 690 1000 630 25 10 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 30 Bài tập lớn Cung cấp điện Mục Lục Chơng I: Chơng II: I: II: III: IV: Chơng III: I: II: III: IV: V: VI: Chơng IV: I: II: III: IV: V: Muc Lục Giới thiệu chung nhà máy Xác định phụ tải tính toán Giới thiệu phơng pháp tính, chọn phơng pháp Tính phụ tải tính toán cho phân xởng Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy Biểu đồ phụ tải phân xởng Thiết kế mạng cao áp toàn nhà máy Lựa chọn điện áp truyền tải từ hệ thống đến nhà máy Chọn kiểu sơ đồ cung cấp điện Chọn vị trí, số lợng, dung lợng MBA Các phơng án dây mạng nhà máy So sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật phơng án Sơ đồ nguyên lý thuyết minh vận hành phơng án Tính toán ngắn mạch Mục đính tính toán ngắn mạch giả thiết tinh toán Chọn điểm tính ngắn mạch Tính thông số sơ đồ thay Tính dòng ngắn mạch ba pha Chọn kiểm tra thiết bị Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện K45 Trang 3 8 14 16 20 23 23 23 23 25 27 31 31 [...]... (2MBA): cung cấp điện cho Bộ phận sợi + Trạm 2 (2MBA): cung cấp điện cho Bộ phận dệt + Trạm 3 (2MBA): cung cấp điện cho Bộ phận nhuộm, PX là + Trạm 4 (2MBA): cung cấp điện cho PX mộc, Trạm bơm + Trạm 5 (1MBA) :cung cấp điện cho Ban quản lý và PTN,PXSCCK + Trạm 6 (2MBA): cung cấp điện cho Kho vật liệu trung tám Phơng án 2: + Trạm 1 (2MBA): cung cấp điện cho Bộ phận sợi + Trạm 2 (2MBA): cung cấp điện cho. .. phận dệt + Trạm 3 (2MBA): cung cấp điện cho Bộ phận nhuộm, PX là + Trạm 4 (2MBA): cung cấp điện cho PX mộc,Trạm bơm,Kho VLTT + Trạm 5 (1MBA) :cung cấp điện cho Ban quản lý và PTN,PXSCCK 3: Chọn dung lợng MBA Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện (A.T.C.C.Đ) Máy biến áp đợc chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất định, việc lựa chọn công suất máy biến áp không những đảm bảo độ an toàn cung. .. suất máy biến áp không những đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện 4 K45 11 Bài tập lớn Cung cấp điện Các máy biến áp của các nớc đợc chế tạo với các định mức khác nhau về nhiệt độ môi trờng xung quanh, vì vậy khi dùng máy biến áp ở những nơi có điều kiện khác với môi trờng... ãng FURUKAWA Nhật Bản chế tạo Chọn cáp từ TBA trung tâm đến các TBA phân xởng đợc dùng cáp đồng 10kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC Vì các đờng dây cung cấp điện trong nhà máy thờng ngắn nên chúng đợc chọn theo điều kiện kinh tế (tức mật độ dòng điện kinh tế) Với nhà máy liên hợp dệt có Tmax = 4500h, cáp đồng, tra bảng có Jkt = 3,1 2 A/mm 1: Phơng án 1 a: Tính vốn đầu t đờng dây K1 Từ TBA trung... ra 3 phơng án đi dây mạng cao áp Phơng án 1: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện 4 K45 14 Bài tập lớn Cung cấp điện 3 B2 2 1 B1 Nguồn điện B3 B5 TBATT 4 5 8 B6 9 6 B4 7 Phơng án 2: 1 3 B2 2 4 B3 B1 Nguồn điện B5 TBATT 5 8 B4 6 B6 9 7 Phơng án 3: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện 4 K45 15 Bài tập lớn Cung cấp điện 1 3 B2 2 4 B3 B1 Nguồn điện B5 TBATT 5 8 B4 6 9 7 V: So sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật các... cắt ra và MCLL (ATLL) sẽ đợc đóng lại để liên thông giữa hai phân đoạn Khi sự cố hay sửa chữa thanh cái của phân đoạn nào thì các MC nối với phân đoạn đó đợc cắt ra Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện 4 K45 21 Bài tập lớn Cung cấp điện sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy 35kV MCLL b1 b2 b3 TG 10kV b4 Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện 4 K45 b5 22 Bài tập lớn Cung cấp điện Chơng IV: Tính toán ngắn mạch I: Mục... thống điện quốc gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên + Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hởng đáng kể tới giá trị dòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị không chính xác II: Chọn điểm tính toán ngắn mạch Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kV, ta cần tính cho điểm... thống điện 4 K45 30 Bài tập lớn Cung cấp điện Mục Lục Chơng I: Chơng II: I: II: III: IV: Chơng III: I: II: III: IV: V: VI: Chơng IV: I: II: III: IV: V: Muc Lục Giới thiệu chung về nhà máy Xác định phụ tải tính toán Giới thiệu phơng pháp tính, chọn phơng pháp Tính phụ tải tính toán cho các phân xởng Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy Biểu đồ phụ tải các phân xởng Thiết kế mạng cao áp toàn nhà máy. .. không 35kV dùng dây AC-50, có đặt máy cắt loại SF 6 Phía cao áp của TBA trung tâm đặt máy cắt SF 6 và đầu vào trạm đặt chống sét van Phía hạ áp (10kV) của TBA phân xởng sử dụng hệ thống một thanh góp gồm hai phân đoạn, chúng đợc liên hệ với nhau bằng máy cắt liên lạc (MCLL) Các máy cắt cấp 10kV đợc sử dụng máy cắt hợp bộ Trên mỗi phân đoạn của thanh góp ta đặt các biến điện áp 3 pha 5 trụ ( BU ) Phía... *>Phơng án 1: Trong toàn nhà máy chỉ nên chọn không quá 3 cỡ máy Trạm B1: Phạm Tuấn Ngọc Hệ thống điện 4 K45 12 Bài tập lớn Cung cấp điện Khi sự cố Ssc = 0,70.2055,5 = 1438,85 kVA S 2055,5 = 1027,75 kVA + SdmBA tt = 2 2 Ssc 1438,85 = = 1027,75 kVA + SdmBA 1, 4 1, 4 Vậy ta chọn MBA có Sđm = 1200 kVA (Đặt nhà sản xuất) Theo cách tính nh trên ta có: Bảng 4: Kết quả chọn MBA cho các TBA phân xởng phơng