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 70%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp Ucp = 3,5%. 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=8000 đkWh. Đơn giá tụ bù là 110.103 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=1250 đkWh. Điện áp lưới phân phối là 22 kV.
Trang 1LOI MO ĐẦU
Hiện nay nên kinh tế nước ta đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ theo đường lỗi công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước , vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp ngày một tăng cao Hàng loạt khu chế xuất , khu công nghiệp cũng như các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp được hình thành và đi vào hoạt động Từ thực tế đó , việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô cùng quan trọng và là một trong những việc đầu tiên cần phải làm
Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hồi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên ngành khác nhau như cung cấp điện , thiết bị điện , an toàn điện , Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những lĩnh vực liên quan như xã hội , môi trường, về các đối tượng sử dụng điện và mục đích kinh doanh của họ Vì vậy đỗ án môn học Cung cấp điện là bước khởi dau giúp cho sinh viên ngành Hệ thống điện hiểu được một cách tổng quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành Cung cấp điện
Mặc dù kiến thức còn nhiều hạn chế nhưng em cũng đã cơ gắng để hồn thành tốt đỗ án môn học nay Em rat mong sẽ nhận được nhiều lời góp ý của các thầy cô để đồ
án của em được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy PHẠM Mạnh Hải đã giúp đỡ em thoàn thành bản đồ án môn hoc nay
Trang 2BÀI TOÁN THIẾT KẾ
Thiét kế cung câp điện
"Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp" A.Dữ kiện
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 70% Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp AU„ = 3.5% Hệ số công suất cần nâng lên là cos¿ = 0.90 Hệ số chiết khẩu ¡¿ = 12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện
S,,MVA; Thời gian tổn tại của dòng ngắn mạch ¢, = 2.5 Giá thành tổn thất điện
nang ca = 1500d/kWh.; Suat thiét hai do mat dién g,, = 8000d/kWh Đơn giá tụ bù 1a 110.108 đ/kVAr, chỉ phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tốn thất trong tụ AP, = 0.0025 kW/kVAr Giá điện trung bình g = 1250đ/kWh Điện áp lưới phân phối
là 22kV
Thời gian sử dụng công suất cực đại 7 = 4500 (h) Chiều cao phân xưởng h = 4.7 (m) Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng 7, = 150(m)
Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện Sô hiệu trên Tên thiệt bị Hệ sô | cos ¿ Công suất đặt
Trang 4I Tính toán phụ tải điện
11 Tính toán phụ tải chiếu sáng - 12 Tính toán phụ tải động lực - «- 1.2.1 Phânchianhóm thiếtbj| - 1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: 1.2.3 Phụ tải tính toán tổnghợp 2_ Xác định sơ đồ cấp điện 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho phânxưởng
2.2_ Chọn số lượng và công suất máy biếnáp
2.2.1 Chọnsố lượngmáybiếnáp .-
2.2.2 Chọn công suấtmáy biếnáp -
2.3 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phânxưởng
2.4 Lựa chọn sơ đỗ nồi điện tốiưu -
2.41 Nguyên tắcchung -Ặ ẶẶ ẶẶ So 2.4.2 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng
2.4.3 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp củaxưởng
2.4.4 Lựa chọn dây dẫn và đi dây trong phân xưởng
2.4.5 Tổng kết và lựa chọn phương án tốiưu
3 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong sơ đồ nỗi điện của phân xưởng 3.1 Tính toán chế độ ngắn mạch cho phân xưởng
3.11 Tínhngắn mạch cho phíacaoáp .-
3.1.2 Tính ngắn mạch cho 1 nhánh dai dién phiahadp
Trang 6Tinh toan phu tai dién
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải
thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yêu tô như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng
Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp
Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:
e Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu
e Phương pháp tính theo hệ số k„; và công suất trung bình
e Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm e Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất
Trang 71.1 Tính toán phụ tải chiêu sáng
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương
pháp suất chiều sáng trên một đơn vị diện tích:
Đ; = Tụ.5 = Tụ.a.b (1.1)
Trong đó:
P; là suất chiều sáng trên 1 đơn vị diện tích chiêu sáng, f› = 15 W/m2 S là diện tích được chiếu sáng, m2
a là chiều dài của phân xưởng, m b là chiều rộng của phân xưởng, m
=> Phu tai chiéu sang của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:
_ 15.24.36
cs 193 = 12, 96(kKW)
Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên cos ¿ = 1 Qes = 0(kVar)
1.2 Tinh toan phu tai dong luc
1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:
Trang 8
e Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên
đường dây hạ áp trong phân xưởng
e Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm
e Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều để dễ dàng cho việc điều khiển và vận hành
Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tôi ưu nhất trong các phương án có thể
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được bồ trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm
Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bắng sau :
Trang 9
STT | Sô hiệu trên Tên thiệt bị Hé s6 k,; | cos¿ | Công suât đặt sơ đồ kW NHOM 1 1 1 Quạt gió 0.35 0.67 3 2 2 Máy biên áp hàn 0.32 0.58 6 3 3 Máy biên áp hàn 0.32 0.58 12 4 17 Cửa cơ khí 0.37 0.7 2.8 5 18 Quat gid 0.45 0.83 10 6 19 Can cau 10T 0.23 | 0.65 20 Tổng công suât 53.8 NHÓM 2 1 5 Máy khoan đứng 0.26 0.66 2.8 2 6 Máy mài 0.42 0.62 1.5 3 7 Quat gid 0.35 0.67 4 4 8 Máy khoan đứng 0.26 0.66 7.5 5 12 May tién ren 0.45 0.67 5.5 6 4 Can cau 10T 0.23 | 0.65 18 7 13 May tién ren 0.45 0.67 8.5 Tổng công suât 47.8 NHÓM 3
1 9 Máy tiện ren 0.30 0.58 2.2
2 15 Máy tiện ren 0.30 0.58 7.5
3 10 Quat gid 0.35 0.67 5.5
4 1] May bao doc 0.41 0.63 12
Trang 101.2.2 Xác đỉnh phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: 1.2.2.1 Xác định phụ tải cho nhóm 1 a, Xác định hệ số sử dụng tổng hợp ka Hệ số sử dụng tổng hợp được xác định theo công thức: Mà =P, (1.2) Trong đó
-_k„a là hệ số sử dụng của thiết bị
-_P;là công suất đặt của thiết bị
= Hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:
1 — (3.0, 35) + (6.0, 32) + (12.0, 32) + (2, 8.0, 37) + (10.0, 45) + (20.0, 23)
sd 3+6+12+2,8+ 10 + 20
= kay = 0,31
b, Xac dinh sé phu tai hiéu qua nn
- Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối n„ và công suất tương đối P,trong nhóm
Trang 11- n: Số thiết bi trong nhóm -_P: Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm Có 2 phương pháp để tính øz : -Tra bang PL4 Trang 264 [1] - Tính theo công thức : 0,95 ——- + ———— Ne l—n„ Ng = Nhg-N (1.5) Hệ số cực dai ky : -Tra bang PL5- Trang 265 [1] -Tính theo công thức : 1—k, ky =1+1,3,| ——22— Mng-Ksa 7 + 2 (1.6)
Theo thảo luận cùng thây Hải và để thuận tiện trong tính toán ở đây ta tinh nz, theo
công thức và k„; được tra theo bang PL5
Trang 12= Tìng = Ng-n = 0,7.6 = 4,2
+) Tra bảng PL5 [1] với m;„ = 4,2; k;„ = 0, 31 ta được k„ = 2,1
=> Phụ tải tính toán của nhóm 1: 6 Đại = Eu.Eaa 3) P, = 2,1.0,31.53,8 = 35, 59(kW) +=l1 +) Hệ số công suất trung bình của nhóm 1: >» Pj.cos,; 3.0,67 + 6.0,58 + 12.0,58 + 2,8.0, 7 + 10.0, 83 + 20.0, 65 "PB ~ 3+6+12+2,8+10+20 CO8„„¿p = = 0,66 1.2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại NHÓM | Pmax 0,5.Pmax | nị P, n PS n* P* Ni, | Dhg (kW) (kW) (kW) (kW) 1 20 10 2 32 | 6] 53,8 | 0,33 | 0,59 | 0,7 | 4,2 2 18 9 1 18 | 7] 47,8 | 0,14 | 0,38 | 0,65 | 4,55 3 18 9 3 40 | 71} 62,7 | 0,43 | 0,64 | 0,77 | 5,39 4 15 7,5 3 37 | 71} 56,2 | 0,43 | 0,66 | 0,76 | 5,32 5 30 15 2 47 | 5} 73,5 | 0,4 | 0,64 | 0,77 | 3,85
Bang 1.2: Bang s6 thiét bi hiéu qua cua các nhóm
+) Với số thiết bị hiệu quả đã tính được,ta có bảng phụ tải tính toán cho các nhóm
trong bảng sau:
Trang 14
Pi: (kW) | Cosyy, | P¿„cos¿ ka 35,59 | 0,66 | 23,49 3333 | 0,66 | 22,00 44,88 | 0,64 | 28,72 42,18 | 0,65 | 27,42 52,14 | 0,66 | 34,41 Tong | 208,12 | 0,65 | 136,04 0,95 Z cn} | œ| | | Bì 5 Bảng 1.4: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng: Pridipe = Kav » Phụ (1.7) =1 Trong đó:
-_ Pz„z„„ : Phụ tải động lực tính tốn tồn phân xưởng
-_k„: Hệ số đồng thời cực đại của các phân xưởng, lẫy k„=0,95 -_ Đ„: Công suất tác dụng tính toán nhóm tht i n: số nhóm +) Phụ tải tính tốn động lực tồn phân xưởng là : Prtdipx =208, 12.0,95=197,71 (kW) +) Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là: 3; Fuu.cosu¡ — 136, 04 = 0,65 1.2.3 Phụ tải tính toán tổng hợp Loại phụ tai | P.,(kW) | cosy Động lực 197,71 | 0,65 Chiéu sang | 12,96 1
Bảng 1.5: Phụ tải tính tốn phân xưởng
+)Cơng suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:
Trang 15
Prtpz2 = Pes + Petaipr = 12,96 + 197,71 = 210,67 (kW) +) Hệ sô công suât của cả phân xưởng: cao 2 Dmịcos0i — 197,TL0,65 + 12, 96-1 Pps 3; Thu ˆ 210,67 = 0,67 => tan Ypz = 1,11
+) Công suất phan kháng tính tốn của tồn phân xưởng là:
Quy» = Puy„ tan @y„ = 210, 67.1, 11 = 233,84(kVar)
Trang 16Xác định sơ đồ cấp điện
2.1 Xác đỉnh vi trí đặt trạm biên áp cho 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 thể và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dang thay máy biến áp, gần các đường vận chuyển )
- Vi trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính
của xí nghiệp
- Vi tri tram còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có khả năng phòng cháy nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc
các khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra
Vì những lí do trên ta chọn đặt TBA ở phía sát tường bên trái, phía ngoài, cách góc
trên của phân xưởng 1 khoảng là 14 (m)
2.2 Chọn số lượng và công suất máy biên áp
2.2.1 Chọn 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 khác nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết Hộ tiêu
Trang 17thụ loại II chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ)
Ở đây số phụ tải loại I chiếm 70%,ta sẽ sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song
2.2.2 Chọn công suât máy biên áp
2.2.2.1 Tổng quan cách chọn
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 tiễn hành dựa trên cơng suất tính tốn toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác : ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tai
Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp: +) Khi làm việc ở điều kiện bình thường:
n.khe.Sz„e > St (2.1)
+) Kiểm tra khi xảy ra sự cô một máy biến áp( đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):
(n — 1) khe Kqt.S z„s > Sttsc (2.2)
Trong đó:
n: Sô máy biên áp của trạm
kục : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy chế tạo ở Việt
Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt d6, lay ky, = 1
kạ: : Hệ số quá tải sự cố, kg: = 1,4 néu thoa man điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt
quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải không quá 0,93
S;;s : Cơng suất tính tốn sự cô Khi sự cô một máy biên áp có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA(các phụ tải
loại IID, nhờ vậy có thể giảm được vốn đầu tư và tốn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường
Trang 18
+) Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế
2.2.2.2 Chọn máy biến áp cho phân xưởng Ta co: - Số lượng máy biễn áp n=2 - Sie = 314, 43(KVA) S„ _ 314,43 mkpe | 2.1 } - / Ta sẽ chọn 2 máy biên áp do THIBIDI chê tạo, môi máy sẽ có công suât 180 kVA(Theo bảng giá số 03/BG/TBĐ/2014 [3]) +) Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cỗ => Smpa > = 157, 22(kV A) Khi xảy ra sự cô 1 máy biễn áp,ta sẽ cắt bớt các phụ tải loai III ra khỏi hệ thông,ta có: Suac — 0,7.5%„ — 0,7.314,43 ke 1,4 1,4 Stise = 157, 22(kV A) => SuMBA > (thỏa mãn) gt Vậy ta sẽ sử dụng 2 máy bién áp làm việc song song,mỗi máy có công suất 180 kVA Svea | Diénap | AP, | AP, | U,% | 1% | Vôn đầu tư (kVA) | (kv) | (kW) | (kw) MBA (.1000d) 2x180| 22/04 |0,315/2,185| 4 | 2 155.494
Bảng 2.1: Bằng thông s6 may bién áp
2.3 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phần xưởng
Trang 19Trong đó:
X,Y : 1a toa d6 của tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng
z¿, 1; 1a toa độ phụ tải thứ ¡ tính theo hệ trục toạ độ xOy đã chọn P, : là công suất của phụ tải thứ i
Trang 202.4 Lựa chọn sơ đồ nỗi điện tôi ưu
2.4.1 Nguyên tắc chung
Trong mạng điện phân xưởng,dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc
Sau:
e Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép Trong phân xưởng thì điều kiện này có thể bỏ qua vì chiều dài đường dây rất ngắn nên AU không đáng kể e Kiểm tra độ sụt áp khi có động cơ lớn khởi động Điều kiện này ta cũng có thể
bỏ qua do phân xưởng không có động cơ có công suất quá lớn
e Đảm bảo điều kiện phát nóng
Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính là đảm bảo điều kiên phát nóng.Sau đây ta sẽ xét cụ thể về điều kiện phát nóng
Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn
ky.koTop > Imax (2.4)
Trong đó:
-_kạ : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp
kạ : là số lượng cáp đi song song trong rãnh
-_ l¿; : là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được (A)
- Tmax : 14 dong điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị điện đơn lẻ
+) Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, kạ =1 +) Với cáp từ TPP đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh,kạ =1
2.4.2 Chọn dạng sơ đồ nỗi điện cho phân xưởng
Mạng điện phân xưởng thường có các dạng chính sau:
+ Sơ đồ hình tia :
Trang 21
TPP TDL [TTTTTITI TDL TDL tm PITT TTT] Hình 2.1: Sơ đồ hình tia
Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực (TĐL) hoặc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc lập Kiểu sơ đồ CCĐÐ có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chỉ phí đầu tư lớn thường được dùng ở các hộ loại I và loại II + Sơ đồ đường dây trục chính : TPP | | | TDL aL THT TDL TDL TDL TTT TÍHITH Hình 2.2: Sơ đồ phân nhánh dạng cáp
-Kiểu sơ đồ phân nhánh dạng cáp Các TĐL được CCĐÐ từ TPP bằng các đường cáp chính các đường cáp này cùng một lúc CCÐ 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 II
Trang 22
TPP
Hình 2.3: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây
-Kiểu sơ đỗ phân nhánh bằng đường dây (đường dây trục chính nằm trong nhà) Từ các TPP cap điện đến các đường dây trục chính Từ các đường trục chính được nối bằng 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 xưởng loại cũ
—€ }—
Hình 2.4: Sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không
-Kiểu sơ đồ phân nhánh bằng đường dây trên không Bao gồm các đường trục chính và các đường nhánh Từ các đường nhánh sẽ được trích đấu đến các phụ tải bằng các đường cáp riêng Kiểu sơ đồ này chỉ thích ứng khi phụ tải khá phân tán công suất nhỏ (mạng chiếu sáng, mạng sinh hoạt) và thường bồ trí ngoài trời Kiểu sơ đỗ này có chỉ phí thấp đồng thời độ tin cậy CCÐ cũng thấp, dùng cho hộ phụ tải loại III
Trang 23
it quan trong + Sơ đồ thanh dẫn : TPP MENT | MY TT I1 111 Hình 2.5: Sơ đồ thanh dẫn
Từ TPP có các đường cáp dẫn điện đến các bộ thanh dẫn Từ bộ thanh dẫn này sẽ nối bằng đường cáp mềm đến từng thiết bị hoặc nhóm thiết bị Ưu điểm của kiểu sơ đồ này là việc lắp đặt và thi công nhanh, giảm tổn thất công suất và điện áp nhưng đòi hỏi chỉ phí khá cao Thường dùng cho các hộ phụ tải khi công suất lớn và tập trung +Sơ đồ hỗn hợp :
Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải
hoặc của các nhóm phụ tải
=> Từ các ưu khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bồ trí thiết bị trong phân xưởng ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nỗi điện trong phân xưởng
2.4.3 Lựa chọn dây dẫn đến trạm biên áp của xưởng
Chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng là dây kép cáp lõi đồng Ta có dòng điện chạy trên đường dây:
„ 14,4
Ly — 2.V3.Uạ„ 2.0/3.22 Stipe _ 3 43 = 4, 13(A)
Trang 24In 4,13
Chon cap van xoắn lõi đồng cách dién XLPE , dai thép , vo PVC do hang FURUKAWA chế tạo , mã hiệu XLPE.35 có rọ = 0,524(2/km) , x9 = 0,13(2/km) , Iep = 170(A)
(Cáp được đặt trong rãnh ) ( Tra bang PL23-Trang 300 [2])
-Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Ta có: kị.kạ.I„„ = 1.1.170 = 170(4), Emex = Ise = 2-Ltvmar = 2.4,13 = 8,26(A)
Trang 26+) Chọn cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phôi - Dòng điện làm việc lớn nhất: Dụ —— 210,67 cos @.2.V⁄3.Uz 0, 67.2.4/3.0, 38 = 238, 86 (A) Livmax =
Căn cứ vào trị số dòng 7,„„„„„ ta chọn dây cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XLPE.95,
đai thép, vỏ PVC do hang FURUKAWA (Nhat Ban) chế tạo: F = 95(mm?) , rp = 0,193(/km)
„o = 0, 112(0/km) và T„ = 305(A)
(Tra bang PL23 [2]) Ta có : kị.ka.„ = 1.1.305 > 238, 86 (A)(thỏa mãn ) -Tổn thất điện áp trên đường dây Ar- (P2 + Qin),L — (210,67.0, 193 + 233,84.0, 112).14,6.10 5 7 2.U am 7 2.0, 38 -Tổn thất điện năng: =1,28(V) Với r = (0,124 + Tnaz.10~*)?.8760 = (0, 124 + 4500.10-*)?.8760 = 2886, 2 (h) 210, 67? + 233, 84? 0, 38? -Chỉ phí tổn thất điện năng hàng năm => AA= 0,193 828.10" —6 2886, 2 = 2789, 65 (kWh) Œ = AA.Ac = 2789, 65.1500 = 4184475 (đồng) -Vốn đầu tư đường dây (dây kép) V= 1, 6.v9.L Với uạ = 227, 2.108( đồng/km) ( PLB- bang 7.pl-Trang 466 [2]) V = 1,6.v9.L = 1, 6.227, 2.10°.14, 6.10-3 = 5307392 (d6ng) => Z=pV+C = (die + Ayn) V+tC Với ye = 7 = š = 05125, a, = 0,1 => Z = (0,125 + 0,1).5307392 + 4184475 = 5378638 (déng)
+) Tính toán cho phần còn lại
Tương tự như trên ta có bảng thông số đường dây theo các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật :
Trang 27
Doan Céng suat Dong | Tiét dién Điện trở dây P Q S I Ftc L Yo Xo (kW) | (kVAr) | (kVA) (A)| (mm?) (m) | (O/km) | (O/km) TBA-TPP | 210.67 | 233.84 | 314.43 | 238.86 95 14.6 0.193 0.112 TPP-TI 35.59 | 40.51 | 53.92 40.96 16 14.2 1.15 0.101 T1-1 3 3.32 4.47 6.79 4 9.25 5 0.09 pt3-pt2 6 8.43 | 10.34 15.71 6 0.42 3.33 0.09 T1-3 12| 16.85} 20.69 31.44 10 6.34 1.83 0.109 T1-17 2.8 2.85 4 6.08 4 0.3 5 0.09 T1-18 10 6.72 | 12.04 18.29 6 9.93 3.33 0.09 TI1-19 20 | 23.38 | 30.77 46.75 16 1.2 1.15 0.101 TPP-T2 33.33 | 37.93 50.5 38.36 16 13.2 1.15 0.101 T2-4 18} 21.04] 27.69 42.07 16 1.54 1.15 0.101 T2-12 5.5 6.09 8.2 12.46 6 1.42 3.33 0.09 pt12-pt15 8.5 9.41| 12.68 19.27 6 3.2 3.33 0.09 T2-5 2.8 3.18 4.24 6.44 4 0.28 5 0.09 T2-6 1.5 1.89 2.42 3.68 4 2.83 5 0.09 pt6-pt7 4| 443| 597 907 4 1.25 5| 0.09 T2-8 7.9 8.54 | 11.36 17.26 6 3.82 3.33 0.09 TPP-T5 44.88 | 53.88 | 70.15 93.28 25 13.5 0.73 0.095 T3-9 2.2 3.08 3.79 9.76 4 6.54 5 0.09 T3-15 7.9 | 10.53} 12.93 19.65 6 3.1 3.33 0.09 T3-16 18} 22.19 | 28.57 43.41 16 0.6 1.12 0.101 T3-11 12| 14.79} 19.05 28.94 10 0.7 1.83 0.109 T3-10 5.5 6.09 8.2 12.46 6 6.3 3.33 0.09 pt10-pt20 7.9 8.31 | 11.19 17.00 6 7.08 3.33 0.09 pt15-pt14 10 II1.08| 14.92 22.87 10 9.2 1.83 0.109 TPP-T4 4218| 49.31| 64.89 98.59 35 4.42 0.524 0.15 14-21 10 | 10.49 14.5 22.03 10 2.9 3.33 0.09 T4-22 12| 12.58| 17.39 26.42 10 0.37 3.33 0.09 14-25 2.2 2.78 3.54 9.38 4 4.1 3 0.09 pt22-pt23 l5| 15.73 | 21.73 33.02 10 6.8 1.83 0.109 pt25-pt26 4 6.23 7.04 10.70 6 1.5 3.33 0.09 T4-30 7.9] 11.69} 13.89 21.10 10 2.1 1.83 0.109 pt30-pt29 5.9 6.96 8.87 13.48 6 1.2 3.33 0.09 TPP-T5 52.14 | 59.34 79 | 120.028 50 13.2 0.39 0.087 T5-23 15 | 15.73 | 21.74 33.03 10 0.19 3.33 0.09 15-24 17 | 17.83 | 24.64 37.44 10 0.26 3.33 0.09 T5-27 30 | 35.07 | 46.15 70.12 35 0.18 0.524 0.13 pt27-pt26 4 6.23 74 11.24 6 0.74 3.33 0.09 T5-31 7.9 8.31 | 11.19 17.00 6 9 3.33 0.09
Bảng 2.2: Bảng thông số đường dây phương án 1
Trang 30Doan Céng suat Dong | Tiét diện Điện trở dây P Q S I Ftc L Yo Xo (kW) | (kVAr) | (kVA) (A) | (mm?) (m) | (Q/km) | (O/km) TBA-TPP | 210.67 | 233.84 | 314.43 | 238.86 95 14.6 0.193 0.112 TPP-TI 35.59 | 40.51 | 53.92 40.96 16 14.2 1.15 0.101 TI-1 3 3.32 4.47 6.79 4 9.25 5 0.09 T1-2 6 8.43 | 10.34 15.71 6 8.2 3.33 0.09 T1-3 12 | 16.85 | 20.69 31.44 10 6.34 1.83 0.109 T1-17 2.8 2.85 4 6.08 4 0.3 5 0.09 T1-18 10 6.72 | 12.04 18.29 6 9.93 3.33 0.09 T1-19 20 | 23.38 | 30.77 46.75 16 1.2 1.15 0.101 TPP-T2 33.33 | 37.93 50.5 38.36 16 13.2 1.15 0.101 T2-4 18 | 21.04} 27.69 42.07 16 1.54 1.15 0.101 T2-12 5.5 6.09 8.2 12.46 6 1.42 3.33 0.09 T2-13 8.5 9.41| 12.68 19.27 6 3.64 3.33 0.09 T2-5 2.8 3.18 4.24 6.44 4 0.28 5 0.09 T2-6 1.5 1.89 2.42 3.68 4 2.83 5 0.09 T2-7 4 4.43 5.97 9.07 4 5.38 5 0.09 T2-8 7.9 8.54 | 11.36 17.26 6 3.82 3.33 0.09 TPP-T3 44.88 | 53.88 | 70.13 93.28 25 13.5 0.73 0.095 T3-9 2.2 3.08 3.79 9.76 4 6.54 5 0.09 T3-15 7.5 | 10.53} 12.93 19.65 6 5.1 3.33 0.09 T3-16 18 | 22.19 | 28.57 43.41 16 0.6 1.12 0.101 T3-11 12 | 14.79} 19.05 28.94 10 0.7 1.83 0.109 T3-10 5.5 6.09 8.2 12.46 6 6.3 3.33 0.09 T3-20 7.5 8.31 | 11.19 17.00 6 9.82 3.33 0.09 T3-14 10; 11.08] 14.92 22.67 10 10.86 1.83 0.109 TPP-T4 42.18 | 49.31] 64.89 98.59 35 4.42 0.524 0.15 T4-21 10| 10.49 14.5 22.05 10 2.9 3.33 0.09 T4-22 12| 12.58| 17.39 26.42 10 0.37 3.33 0.09 T4-25 2.2 2.78 3.54 9.38 4 4.1 5 0.09 T4-23 15| 15.73 | 21.73 33.02 10 +4 1.83 0.109 T4-26 4 6.23 7.04 10.70 6 6.53 3.33 0.09 T4-30 7.9 | 11.69} 13.89 21.10 10 2.1 1.83 0.109 T4-29 3.9 6.96 8.87 13.48 6 4.16 3.33 0.09 TPP-T5 52.14 | 59.34 79 | 120.028 90 15.2 0.39 0.087 T5-235 15| 15.73 | 21.74 33.03 10 0.19 3.33 0.09 T5-24 17 | 17.83 | 24.64 37.44 10 0.26 3.33 0.09 T5-27 30 | 35.07| 46.15 70.12 35 0.18 0.524 0.15 T5-26 4 6.23 7.4 11.24 6 11.12 3.33 0.09 T5-31 7.9 8.31 |} 11.19 17.00 6 9 3.33 0.09
Bang 2.4: Bảng thông số đường dây phương án 2
Trang 33Doan Céng suat Dong | Tiét dién Điện trở dây P Q S I Ftc L Yo Xo (kW) | (kVAr) | (kVA) (A)| (mm?) (m) | (Q/km) | (Q/km) TBA-TPP | 210.67 | 233.84 | 314.43 | 238.86 95 1.12 0.193 0.112 TPP-TI 35.59 | 40.51 | 53.92 40.96 16 23.66 1.15 0.101 T1-1 3 3.32 4.47 6.79 4 9.25 5 0.09 pt3-pt2 6 8.43 | 10.34 15.71 6 0.42 3.33 0.09 T1-3 12| 16.85} 20.69 31.44 10 6.34 1.83 0.109 T1-17 2.8 2.85 4 6.08 4 0.3 5 0.09 T1-18 10 6.72 | 12.04 18.29 6 9.93 3.33 0.09 TI1-19 20 | 23.38 | 30.77 46.75 16 1.2 1.15 0.101 TPP-T2 33.33 | 37.93 90.5 38.36 16 3.7 1.15 0.101 T2-4 18} 21.04] 27.69 42.07 16 1.54 1.15 0.101 T2-12 5.5 6.09 8.2 12.46 6 1.42 3.33 0.09 pt12-pt15 8.5 9.41| 12.68 19.27 6 3.2 3.33 0.09 T2-5 2.8 3.18 4.24 6.44 4 0.28 5 0.09 T2-6 1.5 1.89 2.42 3.68 4 2.83 5 0.09 pt6-pt7 4| 443| 597 907 4 1.25 5] 0.09 T2-8 7.9 8.54 | 11.36 17.26 6 3.82 3.33 0.09 TPP-T5 44.88 | 53.88 | 70.15 93.28 25 13.25 0.73 0.095 T3-9 2.2 3.08 3.79 9.76 4 6.54 5 0.09 T3-15 7.9 | 10.53} 12.93 19.65 6 5.1 3.33 0.09 T3-16 18} 22.19 | 28.57 43.41 16 0.6 1.12 0.101 T3-11 12| 14.79} 19.05 28.94 10 0.7 1.83 0.109 T3-10 5.5 6.09 8.2 12.46 6 6.3 3.33 0.09 pt10-pt20 7.9 8.31 | 11.19 17.00 6 7.08 3.33 0.09 pt15-pt14 10 II1.08| 14.92 22.87 10 9.2 1.83 0.109 TPP-T4 4218| 49.31 | 64.89 98.59 35 19.7 0.524 0.13 T4-21 10 | 10.49 14.5 22.03 10 2.9 3.33 0.09 T4-22 12| 12.58| 17.39 26.42 10 0.37 3.33 0.09 T4-25 2.2 2.78 3.54 9.38 4 4.1 5 0.09 pt22-pt23 l5| 15.73 | 21.73 33.02 10 6.8 1.83 0.109 pt25-pt26 4 6.23 7.04 10.70 6 1.5 3.33 0.09 T4-30 7.9] 11.69} 13.89 21.10 10 2.1 1.83 0.109 pt30-pt29 5.9 6.96 8.87 13.48 6 1.2 3.33 0.09 TPP-T5 52.14 | 59.34 79 | 120.028 50 28.5 0.39 0.087 T5-23 1l5| 15.73 | 21.74 33.03 10 0.19 3.33 0.09 15-24 17 | 17.83 | 24.64 37.44 10 0.26 3.33 0.09 T5-27 30 | 35.07 | 46.15 70.12 35 0.18 0.524 0.13 pt27-pt26 4 6.23 74 11.24 6 0.74 3.33 0.09 T5-31 7.9 8.31 | 11.19 17.00 6 9 3.33 0.09
Bảng 2.6: Bảng thông số đường dây phương án 3
Trang 36Doan Céng suat Dong | Tiét dién Điện trở dây P Q S I Ftc L Yo Xo (kW) | (kVAr) | (kVA) (A)| (mm?) (m) | (Q/km) | (Q/km) TBA-TPP | 210.67 | 233.84 | 314.43 | 238.86 95 1.12 0.193 0.112 TPP-TI 35.59 | 40.51 | 53.92 40.96 16 21.9 1.15 0.101 T1-1 3 3.32 4.47 6.79 4 6.70 2 0.09 T1-3 6 8.43 | 10.34 15.71 6 1.7 3.33 0.09 pt3-pt2 12 | 16.85} 20.69 31.44 10 0.41 1.83 0.109 T1-17 2.8 2.85 4 6.08 4 2.67 2 0.09 pt17-pt18 10 6.72 | 12.04 18.29 6 4.8 3.33 0.09 TI1-19 20 | 23.38 | 30.77 46.75 16 6.57 1.15 0.101 TPP-T2 33.33 | 37.93 50.5 38.36 16 4.84 1.15 0.101 T2-4 18 | 21.04} 27.69 42.07 16 1.78 1.15 0.101 T2-12 92.9 6.09 8.2 12.46 6 7.8 3.33 0.09 pt12-pt15 8.5 9.41} 12.68 19.27 6 3.1 3.33 0.09 T2-5 2.8 3.18 4.24 6.44 4 0.28 5 0.09 T2-6 1.5 1.89 2.42 3.68 4 2.21 2 0.09 T2-7 4 4.43 5.97 9.07 4 1.85 5 0.09 pt7-pt8 7.9 8.54 | 11.36 17.26 6 2.34 3.33 0.09 TPP-T5 44.88 | 53.88 | 70.13 93.28 25 7.32 0.73 0.095 pt10-pt9 2.2 3.08 3.79 9.76 4 4.1 5 0.09 T3-15 7.9 | 10.53} 12.93 19.65 6 9.81 3.33 0.09 T3-16 18 | 22.19 | 28.57 43.41 16 7.2 1.12 0.101 T3-11 12| 14.79} 19.05 28.94 10 1.32 1.83 0.109 T3-10 5.5 6.09 8.2 12.46 6 0.25 3.33 0.09 T3-20 7.9 8.31 | 11.19 17.00 6 4.32 3.33 0.09 pt15-pt14 10| II.08| 14.92 22.67 10 4.9 1.83 0.109 TPP-T4 42.18 | 49.31] 64.89 98.59 35 25.2 0.524 0.13 pt22-pt21 10 | 10.49 14.5 22.03 10 3.8 3.33 0.09 T4-22 12 | 12.58} 17.39 26.42 10 1.35 3.33 0.09 T4-25 2.2 2.78 3.54 9.38 4 12.1 5 0.09 T4-23 15} 15.73 | 21.73 33.02 10 0.67 1.83 0.109 pt25-pt26 4 6.23 7.04 10.70 6 1.63 3.33 0.09 T4-30 7.9 | 11.69} 13.89 21.10 10 3.89 1.83 0.109 pt30-pt29 3.9 6.96 8.87 13.48 6 2.95 3.33 0.09 TPP-T5 52.14 | 59.34 79 | 120.028 90 34.6 0.39 0.087 pt24-pt23 15 | 15.73 | 21.74 33.03 10 4.2 3.33 0.09 15-24 17 | 17.83 | 24.64 37.44 10 1.45 3.33 0.09 T5-27 30 | 35.07 | 46.15 70.12 35 1.94 0.524 0.13 pt27-pt26 4 6.23 7.4 11.24 6 8.7 3.33 0.09 T5-31 7.9 8.31 | 11.19 17.00 6 0.6 3.33 0.09
Bảng 2.8: Bảng thông số đường dây phương án 4
Trang 382.4.5 Tổng kết và lựa chọn phương án tôi ưu 2.4.5.1 Xét các chỉ tiêu Kĩ thuật -Tổn thất điện áp cho phép của phân xưởng — AUa%.Ua„ 5.380 - AU = = 1 ụ 100 100 9)
-TỔn thất điện áp lớn nhất của các phương án
AU nazi = AU tha—tppi + AU top —tdlmax + AU ptmax (2.5)
2.4.5.2 Xét các chỉ tiêu kinh tế
So sánh độ lệch về mặt kinh tế giữa các phương án, nếu chênh lệch nhỏ hơn 5% thì coi như tương đương nhau về mặt kinh tế Ta có bảng số liệu thống kê sau: Phương án 1 2 3 4 AUmrpA-_rpp (V) 1.28 1.28 0.1 0.1 AUrpp_toz (V) 0.84 0.84 1.4 1.3 AUrpt_pt (V) 0.61 0,66 0,61 0.67 AUs (V) 2.73 2.78 2.11 2.07 Z(.103đ/năm) 13621.02 | 14830.43 | 11654.2 | 12675.77
Bảng 2.10: Bằng so sánh chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật của 4 phương án
Ta thấy cả 4 phương án đều thỏa mãn tiêu chuẩn về mặt kĩ thuật, trong đó phương án 3 có tổng chỉ phí nhỏ nhất Vậy phương án 3 là phương án tôi ưu, từ các chương sau trở đi ta chỉ xét đến phương án 3
Trang 39
Lựa chọn và kiểm tra các thiét bi trong
sơ đồ nôi điện của phân xưởng
3.1 Tính toán chế độ ngắn mạch cho phân xưởng
Trong quá trình vận hành của phân xưởng,có thể xảy ra các trường hợp ngắn mạch trên mạng điện gây nguy hiểm cho đường dây và các thiết bị của hệ thống.Vì vậy ta cần phải tính toán mạng điện ở chế độ ngắn mạch để chọn các thiết bị bảo vệ và đường dây có thể chịu được dòng ngắn mạch
Có 4 loại ngắn mạch: N®, NG) NÓ), NÓ) nhưng loại ngắn mạch N6) gây nguy hiểm nhất Vì vậy ta chỉ xét loại ngắn mạch này để chọn thiết bị
3.1.1 Tính ngắn mạch cho phía cao áp
Trang 40E UT “p1 Ou e+ NI Các thông số của sơ đồ thay thể : U2 (1,05U am)? (1, 05.22)? Xi„ = „%£wn = = 250 = 2,13(0 6) Tọi h1 0, 524.0, 15 py = PE = I = 0,04(9) L 0, 13.0, 15 Xhi — 01 D1 — ? ? — 0, 01(Q) 2 2 Zp, = RB + (Xb + Xr)? = 1/0, 042 + (0,01 + 2, 13)? = 2, 23(Q) Um 22 V3Z v3.3,23 => [Ini = = 3, 7(kA) l;k.wi = V2l;yÏNn VỚI: k +k — 1, 8 => l„x.wìi = V2.1,8.5,7 = 14, 5(kA)
3.1.2 Tinh ngan mach cho 1 nhanh dai dién phia ha ap