Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sửa chữa thiết bị điện số 3

Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập-Tự do-Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn : Sinh viên thực : Lớp : Thời gian thực : Từ ngày đến Tên đề tài Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sửa chữa thiết bị điện số Dữ liệu nhà máy sau Alphabe Tên Số Phân xưởng Số Phương hiệu hiệu án nhà Tên đệm Sk kI&II MVA % TM h Họ L Hướng m máy 250 75 5400 468,72 Đông Nam C Giá thành tổn thất điện cΔ=1000đ/kWh Suất thiệt hại điện gth=7500đ/kWh Hao tổn điện áp cho phép mạch tính từ nguồn(điểm đấu điện) ΔUcp=5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng thiếu lĩnh vực kinh tế quốc dân đất nước Như xác định thống kê khoảng 70% điện sản xuất dùng xí nghiệp, nhà máy công nghiệp Vấn đề đặt cho sản xuất điện làm để cung cấp điện cho phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy Vì cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa to lớn kinh tế quốc dân Nhìn phương diện quốc gia việc đảm bảo cung cấp điện cách liên tục tin cậy cho ngành công nghiệp tức đảm bảo cho kinh tế quốc gia phát triển liên tục tiến kịp với phát triển khoa học công nghệ giới Nếu ta nhìn phương diện sản xuất tiêu thụ điện công nghiệp ngành tiêu thụ lượng nhiều Vì cung cấp điện sử dụng điện hợp lý lĩnh vực có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác cách hiệu công suất nhà máy phát điện sử dụng hiệu lượng điện sản xuất Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp cách hài hoà yêu cầu kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa hỏng hóc phải đảm bảo chất lượng điện nằm phạm vi cho phép, Hơn phải thuận lợi cho việc mở rộng phát triển tương lai Với đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sửa chữa thiết điện bị số Đã phần giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau Trong thời gian làm bài, với cố gắng thân, đồng thời với giúp đỡ thầy cô giáo môn hệ thống điện đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy, em hoàn thành tốt đồ án môn học Song thời gian làm không nhiều, kiến thức hạn chế, nên làm em không tránh khỏi thiếu sót Do em kính mong nhận góp ý, bảo thầy cô để em có kinh nghiệm chuẩn bị cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy toàn thể thầy cô giáo môn Hà Nội ngày 28 tháng năm 2010 Sinh viên thực Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Trần Quang khánh Hệ thống cung cấp điện,NXB KHKT,Hà Nội 2009 2.Trần Quang Khánh Bài tập thiết kế hệ thống cung cấp điện,NXB KHKT,Hà Nội 2008 3.Vở ghi giảng thầy lớp 4.Nguyễn Công Hiền (chủ biên) Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng,NXB KHKT,Hà Nội 2001 5.Ngô Hồng Quang Thiết kế cấp điện ( Dự Toán - Thủ Tục Thiết Kế - Thiết Kế Thực Tế - Lắp Đặt),NXB KHKT,Hà Nội 2008 6.Một số đồ án anh chị trước Đại học Điện Lực Đại học Bách Khoa Hà Nội PX BA MC PPTT BAPX BAPPTT đl cs ttnm cs bt KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT : Phân xưởng : Biến áp : Máy cắt : Trạm phân phối trung tâm : Trạm biến áp phân xưởng : Trạm biến áp phân phối trung tâm : động lực : chiếu sáng : tính toán nhà máy : cố : bình thường Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu chung nhà máy Nhà máy sửa chữa thiết bị số nhà máy có qui mô tương đối lớn gồm 20 phân xưởng phụ tải với tổng công suất tương đối lớn 7447,4 kW Mặt phân xưởng phân bố sau: Suy ra: diện tích thực = diện tích vẽ × 5000² Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Danh sách phân xưởng nhà máy Theo sơ đồ mặt Tên phân xưởng phụ tải Phân xưởng trạm từ Phân xưởng vật liệu hàn Phân xưởng nhựa tổng hợp plasmace Phân xưởng tiêu chuẩn Phân xưởng khí cụ điện Phân xưởng dập Phân xưởng xi măng amiăng Kho thành phẩm Kho phế liệu kim loại 10 Phân xưởng mạ điện 11 Xem dự liệu phân xưởng 12 Trạm trung hòa 13 Rửa kênh thoát axit 14 Trạm bơm 15 Nhà ăn 16 Phân xưởng điện 17 Nhà điều hành 18 Phân xưởng làm nguội 19 Kho axit 20 Máy nén số N0 Số lượng thiết bị điện 280 200 100 Tổng công suất đặt,kW 500 800 1100 70 100 100 50 15 15 50 10 30 25 20 2 15 Hệ số Hệ số công nhu suất,cosφ cầu,Knc 0.34 0.35 0.37 0.68 0.56 0.67 250 700 800 850 85 70 1200 0.38 0.37 0.37 0.40 0.48 0.48 0.40 0.78 0.72 0.67 0.72 0.87 0.81 0.76 100 30 260 70 150 50 30 20 200 0.52 0.70 0.55 0.43 0.44 0.46 0.79 0.79 0.48 0.66 0.68 0.68 0.56 0.72 0.78 0.77 0.67 0.72 Nhà máy có tầm quan trọng kinh tế quốc dân giúp phát triển nhanh hơn, phục vụ việc công nghiệp hoá đại hoá đất nước Vì nhà máy xếp vào hộ tiêu thụ loại (không cho phép điện, cấp điện có dự phòng) Các phân xưởng sản xuất theo dây truyền cấp điện theo tiêu chuẩn loại Nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ lưới điện cách nhà máy 468,72 m, đường dây cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp 250 MVA, nhà máy làm việc ca 1.2 Nhiệm vụ thiết kế I.Tính toán phụ tải 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện 1.2 Xác định phụ tải phân xưởng khác 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp,xây dựng biểu đồ phụ tải mặt xí nghiệp dạng hình tròn bán kính r II Xác định sơ đồ nối mạng điện nhà máy 2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp 2.2 Chọn công suất số lượng máy biến áp 2.3 Chọn dấy dẫn từ nguồn tới trạm biến áp 2.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp đến phân xưởng (So sánh phương án ) III.Tính toán điện 3.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 3.2 Xác định hao tổn công suất 3.3 Xác định tổn thất điện IV.Chọn kiểm tra thiết bị 4.1 Tính toán ngắn mạch điểm đặc trưng 4.2 Chọn kiểm tra thiết bị 4.3 Kiểm tra chế độ mở máy động V.Tính toán bù hệ số công suất 5.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên cosφ 2=0,9 5.2 Đánh giá hiệu bù VI Tính toán nối đất chống sét VII Hạch toán công trình 7.1 Liệt kê thiết bị 7.2 Xác định tiêu kinh tế Bản vẽ Sơ đồ mặt xí nghiệp với bố trí thiết bị biểu đồ phụ tải Sơ đồ mạng điện mặt xí nghiệp (Gồm sơ đồ phương án so sánh ) Sơ đồ trạm biến áp (Sơ đồ nguyên lý,Sơ đồ mặt mặt cắt trạm biến áp) Sơ đồ nối đất Bảng số liệu tính toán so sánh phương án Chương II Xác định phủ tải tính toán phân xưởng toàn nhà máy Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Phụ tải số liệu ban đầu, để giải vấn đề tổng hợp kinh tế, kỹ thuật phức tạp xuất thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp đại, xác định phụ tải giai đoạn công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra phần tử mang điện biến áp theo phương pháp phát nóng tiêu kinh tế Tính toán độ lệch dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ phần tử hệ thống cung cấp điện dùng tiêu kinh tế kỹ thuật (Vốn đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, chi phí qui đổi, chi phí kim loại màu, tổn thất điện năng) phụ thuộc vào đánh giá đắn kỳ vọng tính toán ( Giá trị trung bình) phụ tải điện Vì thiết hệ thống cung cấp điện để xác định phụ tải điện người ta dùng phương pháp đơn giản hoá phương pháp xác định xác tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế vị trí điểm nút tính toán thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp gồm giai đoạn sau: + Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế + Giai đoạn vẽ vẽ cho thi công Trong giai đoạn làm thiết kế tính sơ gần phụ tải điện dựa sở tổng công suất biết nguồn điện tiêu thụ, Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta xác định xác phụ tải điện dựa vào số liệu cụ thể nguồn tiêu thụ phân xưởng Xác định phụ tải tính toán tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao hệ thống cung cấp điện theo điểm nút tính toán lưới điện 1000 V Mục đích tính toán phụ tải điện điểm nút nhằm chọn tiết diện dây dẫn lưới điện cung cấp, phân phối điện áp, chọn số lượng công suất máy biến áp trạm giảm áp chính, chọn tiết diện dẫn thiết bị phân phối, chọn thiết bị chuyển mạch bảo vệ với điện áp 1000 V Chính người ta đưa đại lượng gọi phụ tải tính toán định nghĩa sau: Phụ tải dùng để thiết kế tính toán tương đương vói phụ tải thực hiệu phát nhiệt hay tốc độ hao mòn cách điện trình làm việc Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải công suất trung bình Ptt=Khd*Ptb Với : Khd hệ số hình dáng đồ thị phụ tải, tra sổ tay kỹ thuật Ptb công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị, [KW] Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại Ptt=Kmax*Ptb=Kmax*Ksd*Kdt Với Ptb công suất trung bình thiết bị hay nhóm thiết bị Kmax hệ số cực đại, tra sổ tay kỹ thuật Kmax =F(nhq,ksd) Ksd hệ số sử dụng, tra sổ tay kỹ thuật Nhq hệ số sử dụng hiệu Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo xuất trang bị điện đơn vị diện tích Ptt=Po*F Với : Po xuất trang bị điện đơn vị diện tích, [w/m2] F diện tích số thiết bị [m2] Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình Ptt=Ptb+β*Ψ*δ Với : Ptb công suất trung bình thiết bị hay nhóm thiết bị δ độ lệch khỏi đồ thị phụ tải Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu Ptt=Knc*Pđ Với : Knc hệ số nhu cầu tra sổ tay kỹ thuật Pđ công suất đặt thiết bị nhóm thiết bị, tính toán coi gần Pđ =Pđm [kW] Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Ptt=Ao*M/Tmax Với : Ao suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm [kW/đvsp] M số sản phẩm sản xuất năm Tmax thời gian sử dụng công suất lớn [h] Phương pháp tính trực tiếp, Trong phương pháp ba phương pháp 3,5,6 dựa kinh nghiệm thiết kế để xác định phụ tải tính toán nên cho kết qủa gần nhiên chúng đơn giản tiện lợi, Các phương pháp lại sử dụng sở lý thuyết xác xuất thống kê có xét đến yếu tố nên cho kết xác khối lượng tính toán lớn phức tạp, tuỳ theo nhu cầu tính toán thông tin có phụ tải, người thiết kế lựa chọn phương pháp thích hợp, Trong trường hợp ta sử dụng phương pháp tính theo công suất đặt hệ số nhu cầu,Phụ tải chiếu sáng phân xưởng xác định theo phương pháp suất chiếu sáng đơn vị sản xuất,(Lấy p0=12W/m²) 2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện 2.3.1 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm Danh sách máy cho phân xưởng khí-sửa chữa số Số hiệu sơ đồ 10 11 12 13 14 15 16 17,18 19 20 Tên thiết bị Hệ số Ksd Bể ngâm dung dịch kiềm Bể ngâm nước nóng Bể ngâm tăng nhiệt Tủ sấy Máy quấn dây Máy quấn dây Máy khoan bàn Máy khoan đứng Bàn thử nghiệm Máy mài Máy hàn Máy tiện Máy mài tròn Cần cẩu điện Máy bơm nước Máy hàn xung Bàn lắp ráp thử nghiệm Máy ép nguội Quạt gió cosφ 0,35 0,32 0,3 0,36 0,57 0,60 1 1 0,80 0,80 0,51 0,55 0,62 0,45 0,53 0,45 0,4 0,32 0,46 0,32 0,53 0,47 0,45 0,78 0,78 0,85 0,70 0,82 0,76 0,72 0,8 0,82 0,55 0,69 0,70 0,83 Hệ số đặt P,kW theo phương án B 10 22 22 0,8 2,2 2,2 8,5 8,5 2,2 3,5 4 6,5 5,5 20 12+18 18 5,5 Phân nhóm phụ tải Dựa vào nguyên tắc sau: -Các thiết bị nhóm có chế độ làm việc, -Các thiết bị nhóm gần vị trí, -Tổng công suất nhóm phân xưởng chênh lệch ít, Ta có bảng phân chia nhóm sau 10 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Thông số ĐDK cáp cao áp Tuyến cáp PPTT - B1 PPTT - B2 PPTT - B3 PPTT - B4 PPTT - B5 PPTT - B6 PPTT - B7 PPTT - B8 PPTT - B9 PPTT - B10 Lưới-PPTT L m r0 x0 Ω/km Ω/km R 15,23 0,494 0,119 0,007524 52,17 0,494 0,119 0,025772 0,01816 36,77 0,494 0,119 19,21 0,494 0,119 0,00949 0,01612 32,65 0,494 0,119 55,08 0,494 0,119 0,02721 35,47 0,494 0,119 0,017522 43,32 0,494 0,119 0,0214 35 0,494 0,119 0,01729 65,3 0,494 0,119 0,032258 468,72 0,494 0,119 0,231548 X 0,001812 0,006208 0,004376 0,002286 0,003885 0,006555 0,004221 0,005155 0,004165 0,007771 0,055778 Tính toán điểm ngắn mạch N góp trạm phân phối trung tâm : Theo tính toán ta có: RBAPPTT=0,2904 Ω XBAPPTT=5,07Ω XHT=U²cb/Sk=110²/10000=1,21 Ω Chọn Sk=SBAPPT=10MVA R = Rdd + RBAPPTT = 0,231548+0,2904=0,522 (Ω) X=Xdd + XHT + XBAPPTT =0,055778 + 1,21+5,07 = 6,34Ω IN=U/(√3*ZN)=22/((√3*√(0,5222+6,342)=1,997 kA I xkN = *1,8 *1,99 = 5,07 KA Dòng điện ngắn mạch N1 trạm B1 IN1=U/(√3*ZN1)=22/(√3*√((0,522+0,008)2+(6,34+0,002)2)= 1,998 I xkN = *1,8 *1,98 = 5,04kA Các điểm N1 khác tính toán tương tự 41 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Kết tính dòng điện ngắn mạch Điểm tính N Thanh PPTT Thanh B1 Thanh B2 Thanh B3 Thanh B4 Thanh B5 Thanh B6 IN,kA 1,99 1,98 1,99 1,98 1,99 1,99 1,98 Ixk,kA 5,07 5,04 5,07 5,04 5,07 5,07 5,04 5.2 CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 5.2.1 Chọn thiết bị phân phối phía cao áp Để chọn kiểm tra thiết bị điện ta giả thiết thời gian cắt bảo vệ t k=2,15s a,Cầu chảy cao áp Dòng điện làm việc phía cao áp Ilv=6522,06/(√3*110)=34 A Ta chọn cầu chảy cao áp hang SIEMENS chế tạo có Iđm=63A tên cầu chảy 3GD1 413-4B Uđm (kV) Iđm (A) Icắt (A) I cắt N (kA) 24 63 432 31,5 b,Dao cách ly Dao cách ly chọn theo yêu cầu sau: UđmDCL ≥ Uđmmạng = 22 kV IđmDCL ≥ Ilvmax = 2, Ittnm = 2*{7717,26/(2*√3*22)}=202A Dòng điện ổn định cho phép: IđmDCL ≥ Ixkmax =5,07 kA Chọn dao cách ly 3DC hãng Siemens chế tạo, Uđm, kV 24 Iđm, A 630-2500 INt, kA 16-31,5 INmax, kA 40-80 Căn dòng điện làm việc ta chọn dao cách ly 3DC cấp 24kV c,Chống sét van Chọn chống sét van loại PBC-22T1 Nga sản xuất d,Máy cắt đặt trạm PPTT Chọn máy 8DC11 hãng Siemens, cách điện SF6, không bảo trì có thông số sau: 42 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Loại máy Iđm Uđm Icắtmax Icắt A kV kA kA 8DC11 1250 24 63 25 Bảng 3,23, Thông số kỹ thuật máy cắt 8DC11 Kiểm tra: UđmMC = 24 kV≥ Uđm = 22 kV IđmMC = 1250 A ≥ Ilvmax = 2, Ittnm = 202 A Dòng điện ổn định cho phép: Icâtmax = 63 kA ≥ Ixk = 5,07 kA 5,2,2 Chọn thiết bị phân phối phía hạ áp Phía hạ áp mạng điện nhà máy tính từ đoạn đường cáp PPTT-PX đến phân xưởng, Mặc dù gọi hạ áp điện áp 22kV (Cao) nên ta không dùng aptomat cho phía hạ áp mà dùng máy cắt, a,Máy cắt phía hạ áp Ta chọn 10 máy cắt cho 10 trạm biến áp phân xưởng, Chọn máy 8DC11 hãng Siemens, cách điện SF6, không bảo trì có thông số sau: Loại máy Iđm Uđm Icắtmax Icắt A kV kA kA 8DC11 1250 24 63 25 b,Lựa chọn kiểm tra máy biến điện áp BU BU chọn theo điều kiện sau : Điện áp định mức : UđmBU ≥Udm,m = 22kV Chọn loại BU pha trụ 4MS34, kiểu hình trụ hãng Siemens chế tạo có thông số kỹ thuật sau: Bảng 2,22 - Thông số kỹ thuật BU loại 4MS34 Thông số kỹ thuật Udm(kV) U chịu đựng tần số công nghiêp (kV) U chịu đựng xung 1,2/50 µs(kV) U1dm(kV) U2dm(kV) Tải định mức(VA) 43 4MS34 24 50 125 22/ 110/ 400 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Ta dùng 10 máy biến điện áp cho 10 trạm biến áp phân xưởng, c, Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng điện BI Kiểm tra với trạm biến áp có công suất lớn nhất:trạm B1 BI chọn theo điều kiện sau: Udm,B1≥ Udm,m=22 kV Điện áp dịnh mức: Dòng điện sơ cấp định mức: I dm.BI ≥ k qtbt S dm.BA I max 1.3 * 4000 = = = 114 A 1.2 1.2 * * 22 1.2 * *.22 Chọn BI loại 4ME14, kiểu hình trụ Siemens chế tạo có thông số kỹ thuật sau: Bảng 2,23 - Thông số kỹ thuật BI loại 4ME14 Thông số kỹ thuật Udm(kV) U chịu đựng tần số công nghiêp (kV) U chịu đựng xung 1,2/50 µs(kV) I1dm(kA) I2dm(kA) Iôđnhiệt 1s (kA) Iôđđông (kA) 4ME14 24 50 125 - 2000 80 120 Ta dùng máy biến dòng cho trạm biến áp phân xưởng 5.3 KIỂM TRA CHẾ ĐỘ MỞ MÁY CỦA ĐỘNG CƠ Ta kiểm tra chế độ khởi động động phân xưởng có công suất lớn Độ lệch điện áp khởi động động xác định theo biểu thức ∆U kđ = Z mba + Z dd *100 Z mba + Z dd + Z đc Tổng trở động lúc mở máy Zđc=Xđc= Un * In * KI = 22000 =29,7Ω * 95 * 4,5 ZBA+Zdd= (0,2904 + 0,013338) + (1,21 + 5,07 + 0,0003213) =6,29 Ω ZBA+Zdd+Zđc= ΔUkđ= (0,2904 + 0,013338) + (1,21 + 5,07 + 0,0003213 + 29,7) =35,98 Ω ∆U kđ = Z mba + Z dd 6,29 *100 = *100 = 17,48 % < 40% Z mba + Z dd + Z đc 35,98 Vậy chế độ khởi động động ổn định 44 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG TÍNH TOÁN BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT 6.1 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ Hệ số công suất tiêu để đánh giá nhà máy có dung điện có hợp lý tiết kiệm hay không? Ý nghĩa việc nâng cao hệ số cosφ biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện *Các biện pháp nâng cao hệ số cosφ Nâng cao hệ số công suất cosφ tự nhiên - Thay đổi cải thiện quy trình công nghệ để thiết bị làm việc chế độ hợp lý nhất, - Giảm điện áp động làm việc non tải - Thay MBA làm việc non tải MBA dung lương lớn - Nâng cao chất lượng sửa chữa động Bù công suât phản kháng Q để nâng cao hệ số cosφ Việc bù công suât phản kháng đưa lại hiệu nâng cao hệ số cosφ giảm tổn thất công suất tác dụng, *Xác định dung lượng bù Dung lượng bù tính theo công thức : Qbù = P(tgφ1 - tgφ2 ) Trong tgφ1 : góc ứng với hệ số cos φ1(trước bù ) tgφ2 :góc ứng với hệ số cosφ2 muốn đạt được(sau bù) Hệ số công suất cosφ2 quản lý hệ thống quy định cho hộ tiêu thụ phải đạt được, Đối với nhà máy khí cosφ2 =0,95 *Chọn thiết bị bù Dùng tụ : Là loại thiết bị bù tĩnh làm việc với dòng vượt mức điện áp dó sinh công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng Ưu điểm :Suất tổn thất công suất tác dụng bé,việc tháo lắp dễ dàng,hiệu cao,vốn đầu tư nhỏ Nhược điểm : Nhạy cảm với biến động điện áp đặt lên cực tụ điện ,cơ cấu chắn , dễ bị phá hỏng ngắn mạch xảy điện áp tăng Khi đóng tụ vào mạng mạng có dòng xung , ngắt khỏi mạng cực tụ điện điện áp dư gây nguy hiểm cho người vận hành 45 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Máy bù đồng Máy bù đồng loại động đồng làm việc chế độ không tải Ưu điểm : thiết bị tốt để điều chỉnh điện áp, thường đặt để điều chỉnh điện áp hệ thống Nhựơc điểm : Lắp giáp vận hành khó khăn 3.Động không đồng Rôto dây quấn đồng hoá Ưu điểm : Có khả sinh công suất lớn Nhược điểm :Tổn thất công suất lớn ,khả tải Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng Từ trạm phân phối trung tâm máy BAPX mạng hình tia gồm nhánh PPTT T RC1 RC2 RC3 RC4 RC5 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 Qb1 Q Q Q b2 Qb3 Q3 Qb4 Q4 Qb5 Q5 *Xác định dung lượng bù cho phân xưởng số Giá trị công suất phản kháng cần bù để nâng hệ số công suất phân xưởng thiết bị cắt lên giá trị cosφmới =0,9 ứng với cosφ1=0,65 xác định theo biểu thức: Qbù=Ptt1*(tg φ1- tg φmới)=2355,12*(1,17-0,48)=1625,03 kVAr Các phân xưởng khác tính tương tự 46 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Kết tính toán phân bố dung lượng bù nhà máy Ptt Phân xưởng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2355,12 288,64 584,95 618,15 580,7 1447,15 115,2 41,53 29,73 547,02 584,95 618,15 580,7 1447,15 115,2 41,53 288,64 584,95 618,15 580,7 cosφ tg φ Dung lượng cần bù Qbù 0,65 1,17 1625,033 0,69 1,05 164,5248 0,67 1,11 368,5185 0,78 0,8 197,808 0,70 1,02 313,578 0,62 1,27 1143,249 0,84 0,65 19,584 0,77 0,83 14,5355 0,61 1,3 24,3786 0,86 0,59 60,1722 0,67 1,11 368,5185 0,78 0,8 197,808 0,70 1,02 313,578 0,62 1,27 1143,249 0,84 0,65 19,584 0,77 0,83 14,5355 0,69 1,05 164,5248 0,67 1,11 368,5185 0,78 0,8 197,808 0,70 1,02 313,578 Loại tụ dùng KC2-10,5-100-2Y3 KC2-10,5-100-2Y4 KC2-10,5-100-2Y5 KC2-10,5-100-2Y6 KC2-10,5-100-2Y7 KC2-10,5-100-2Y8 KC2-10,5-100-2Y9 KC2-10,5-100-2Y10 KC2-10,5-100-2Y11 KC2-10,5-100-2Y12 KC2-10,5-100-2Y5 KC2-10,5-100-2Y6 KC2-10,5-100-2Y7 KC2-10,5-100-2Y8 KC2-10,5-100-2Y9 KC2-10,5-100-2Y10 KC2-10,5-100-2Y4 KC2-10,5-100-2Y5 KC2-10,5-100-2Y6 KC2-10,5-100-2Y7 Công suất danh định 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA 100 kVA Số lượng Sơ đồ lắp đặt tụ bù cosϕ trạm B1 (các trạm BA khác lắp đặt tương tự) Tủ Aptomat tổng Tủ phân phối PX Tủ bù cos j Tủ aptomat phân đoạn 47 Tủ bù cos j Tủ phân Tủ Aptomat phối PX tổng 16 4 12 1 1 4 12 1 4 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện 6.2 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ BÙ Công suất biểu kiến phân xưởng sau bù Sphân xương1=Ptt1+j(Qtt1-Qbù)= 2355,12+j(2737,8-1625,033)=2355,12+j1112,8 Tổn thất điện sau bù ΔAsau bù={(2355,12²+1112,8²)/0,4²}*0,494*27*10-6*3770=565,6 kWh Lượng điện tiết kiệm bù công suất phản kháng δA=ΔA- ΔAsau bù =1357,2-565,6=791,6 kWh Số tiền tiết kiệm năm δC= δA*cΔ=791,6*1000=791600đ/năm Vốn đầu tư tụ bù Vbù=v0 bù*Qbù=120*100*103=12*106 đ Chi phí qui đổi Zbù=pVbù=0,185*12*106=2,22*106 đ Số tiền tiết kiệm đặt tụ bù hàng năm phân xưởng TK=(0,7916-2,22),106= -1,4248,106 đ Có thể thấy việc đặt tụ bù ngang không mang lại hiệu kinh tế đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chất lượng điện năng,… ta phải sử dụng tụ bù Các phân xưởng khác tính toán tương tự,đều không mang lại hiệu kinh tế tổn thất điện nhỏ,do số tiền tiết kiệm dùng tụ bù nhỏ chi phí mua tụ CHƯƠNG 48 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT Ta có trạm biến áp,trong có trạm biến áp PPTT trạm BAPX,Ta tính toán cho trạm nhân với 7, Điện trở nối đất cho phép trạm biến áp có công suất lớn 100KVA Rd=4Ω,Để tiết kiệm ta sử dụng hệ thống móng nhà xưởng hệ thống ống nước làm tiếp địa tự nhiên,với điện trở nối đất đo Rtn=27,6Ω,điện trở suất đất ρ0=1,24.104 Ω/cm đo điều kiện độ ẩm trung bình (hệ số hiệu chỉnh cọc tiếp địa kcọc=1,5 nối kngang=2, Trước hết ta xác định điện trở tiếp địa nhân tạo R * Rd 27,6 * Rnt = tn = = 4,68Ω Rtn − Rd 27,6 − Chọn cọc tiếp địa thép tròn dài l=2,5m ,đường kính d=5,6 cm đóng sâu cách mặt đất h=0,5m,Điện trở tiếp xúc cọc có giá trị k * ρ0 2l 4h + l 1,5 *1,24 * 250 *175 + 250 Rcoc = coc (ln + ln tb ) = (ln + ln ) = 55,8Ω 2πl d 4htb − l * 3,14 * 250 5,6 *175 − 250 Chiều sâu trung bình cọc htb=h+1/2=50+250/2=170 cm Sơ chọn số lượng cọc n= Rcoc 55,8 = = 11,92 Rnt 4,68 Chọn n = 12 cọc Số cọc đóng xung quanh trạm biến áp theo chu vi L=2(5+7)=24 m Khoảng cách trung bình cọc la=L/n=24/12=2 m Ứng với tỷ lệ la/l=2/2,5=0,8 số lượng cọc 12,ta xác định hệ số lợi dụng cọc tiếp địa ηcoc=0,52 ,số lợi dụng nối ηnga=0,32 Chọn nối tiếp địa thép có kích thước b*c=50*6 cm,Điện trở tiếp xúc nối ngang k nga * ρ L2 *1,24.10 * 2400 Rnga = ln = ln = 17,67Ω 2πl bh * 3,14 * 2400 * 50 Điện trở thực tế nối ngang có xét đến hệ số lợi dụng ηng , Rnga = Rnga η nga = 49 17,67 = 55,22Ω 0,32 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Điện trở cần thiết hệ thống tiếp địa nhân tạo có tính đến điện trở nối R = , nt , Rnga * Rnt R , nga − Rnt = 55,22 * 4,68 = 5,11Ω 55,22 − 4,68 Số lượng cọc thức nct = Rcoc 55,8 = = 20,98 Số cọc chọn 21 cọc , η coc * Rnt 0,52 * 5,11 Vì có trạm biến áp nên tổng số cọc sử dụng la 21*7=147 cọc 50 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH Phần hạch toán công trình này,ta xét đến thiết bị mạng điện nhà máy liệt kê bảng đây.Giá thiết bị bị thay đổi theo thời gian địa điểm nhà sản xuất định hay lạm phát kinh tế  Tổng giá thành công trình ∑V= 7886 triệu đồng  Tổng giá thành có tính đến công lắp đặt : V∑ = klđ∑V = 1,1*7886=8674,6 triệu đồng  Giá thành đơn vị công suất đặt gd=(∑V)/Sd=8674,6 /7717,26=1,124.106 đ/kVA  Tổng chi phí quy đổi Z∑=pV∑ +CHT∑ -δA∑=(0,185*8674,6 +1003,09916-0),106=2608.106 đồng  Tổng điện tiêu thụ ∑A=P∑*TM=2945*5320=15667400 kWh  Tổng chi phí đơn vị điện g=(Z∑)/(∑A)= 2608.106 /15667400=166,45 đ/kWh 51 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện Bảng liệt kê thiết bị hạch toán giá thành 52 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện STT Tên thiết bị Quy cách Trạm BAPPTT TPΠH 10MVA-110/22KV Cái 100KVA-22/0,4KV Cái 40 AC-70 XLPE-30mm² XLPE-25mm² 3GD1413-4B PBC-22T1 3DC Simens KC2-10,5-100-2Y3 0,2387 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Trạm biến áp phân xưởng Dây dẫn 110KV Cáp hạ áp 22KV Cầu chảy cao áp Chống sét van Dao cách ly Tụ bù Vôn kế Ampe kế Công tơ pha Máy cắt Vỏ tủ điện Máy biến điện áp Máy biến dòng Đơn vị 8DC11 4MS34 4ME14 Tổng 53 km km km Bộ Bộ Bộ Bộ Cái Cái Cái Bộ Cái Cái Cái Số lượng 0,46872 0,216 1 80 10 10 11 10 10 Đơn giá 106 đồng 1100 100 V 106 đồng 2200 4000 208 124,8 99,2 2,1 2 12 0,11 0,1 80 2,5 2,5 50 58,5 21,43 2,1 2 960 1,1 60 560 25 25 7886 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện 54 Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện KẾT LUẬN Em nhận làm đồ án số 3: Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy thiết bị điện Sau tháng bắt tay vào làm đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện, thực em gặp nhiều khó khăn.Phụ tải nhà máy lớn,vì việc tính toán kiểm tra kết quả,cộng với lựa chọn thiết bị bảo vệ,đóng cắt không dễ dàng…Nhưng em nhận trợ giúp nhiệt tình thầy thông qua việc hỏi lớp Vì trình độ có hạn nên chắn đồ án em gặp nhiều sai sót Em mong góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới thầy toàn thể thầy cô giáo khoa Hệ thống điện bạn khóa Sinh viên thực Lê Thế Chín 55