Đồ án Cung cấp điện cho nhà máy cơ khí

Chương mở đầu : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY Ngành cơ khí chế tạo máy đã từ lâu là một trong những ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân. Với nhiệm vụ sửa chữa, sản xuất phụ tùng thay thế chế tạo các máy công cụ, máy móc cơ giới... đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế. Các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng rãi trên khắp đất nước ta. Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, cơ khí chế tạo máy cũng không ngừng phát triển cả về số lượng và chất lượng. Nhà máy cơ khí trung quy mô là nhà máy thuộc ngành cơ khí chế tạo máy. Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là: 39963 .

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng Do yêu cầu pháttriển của đất nước thì điện năng cũng phát triển để theo kịp nhu cầu về điện

Để có thể đưa điện năng tới các phụ tải cần xây dựng các hệ thống cung cấpđiện cho các phụ tải này Lĩnh vực cung cấp điện hiện là một lĩnh vực đang

có rất nhiều việc phải làm Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của sản xuất,truyền tải điện năng nói chung và thiết kế cung cấp điện nói riêng Để đảmbảo, tiết kiểm những chi phí, tổn hao trong lắp đặt, vận hành và sửa chữanên cung cấp điện là mĩnh vực quan trọng trong công nghiệp và hộ dân cư.Tăng tính an toàn và chất lượng điện năng tốt đó chính là công việc của mônhọc Cung Cấp Điện

Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án, em được phân công về phần thiết kếcung cấp điện cho phân xưởng Cơ Khí 2 Được sự hướng dẫn, giảng dạynhiệt tình của các thầy, cô giáo trong bộ môn và đặc biệt là của cô NguyễnMinh Thư, em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao Mặc dù đã rất cố gắngnhưng kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án của em có thể cònnhiều sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn Cô giáo Nguyễn Minh Thư cùng các thầy

cô giáo khác trong bộ môn

Vinh, ngày 05 tháng 01 năm 2011 Sinh viên thực hiện:

Chương mở đầu : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

Ngành cơ khí chế tạo máy đã từ lâu là một trong những ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân Với nhiệm vụ sửa chữa, sản xuất phụ tùng thay thế chế tạo các máy công cụ, máy móc cơ giới đáp ứng nhu cầu của

sự phát triển kinh tế Các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân

bố rộng rãi trên khắp đất nước ta Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, cơ khí chế tạo máy cũng không ngừng phát triển cả

về số lượng và chất lượng Nhà máy cơ khí trung quy mô là nhà máy thuộc ngành cơ khí chế tạo máy Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là: 39963

m2 Với các phân xưởng và các phòng làm việc cho ở bảng:

Bảng1-1: Số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy

TT Tên phân xưởng Ptt (KW) Qtt(KVar) Loại hộ

KiÓm nghiÖmL¾p r¸pC¬ ®iÖnC¬ khÝ 2C¬ khÝ 1

Dây chuyền công nghệ của nhà máy

Thµnh phÈm

Nguyªn

liÖu

KiÓm tra L¾p r¸p

Nhiªn liÖu

KhÝ nÐn

Gia C«ng RÌn

§óc Méc mÉu

D©y chuyÒn c«ng nghÖ

Giai đoạn đầu tiên của quy trình công nghệ là tạo phôi Kim loạiđượcđưa vào nấu chảy và đúc phôi, giai đoạn này thường sử dụng các lò nấukim loại đốt bằng than hoặc bằng lò điện trở, lò hồ quang, lò trung tần Saukhi đúc xong thì phôi được làm sạch, cắt bỏ phần thừa và đưa sang bộ phậnrèn dập, một phần sau khi đúc đưa sang gia công cắt gọt kim loại để giacông thành các chi tiết máy, ở quá trình này có rất nhiều máy công cụ nhưmáy tiện, phay, bào mài v.v Với các công suất khác nhau, có thể làm việcđộc lập hoặc có thể làm theo đây chuyền.ở đây các chi tiết máy được hoànthiện để đưa sang quy trình lắp ráp

Một số chi tiết nhà máy chịu mài mòn như bánh răng, trục máy saukhi gia công cắt gọt còn phải gia công nhiệt luyện như tôi, công đoạn này th-ường dùng các lò tôi

Lắp ráp là quá trình cuối cùng của dây chuyền sản xuất, ở giai đoạnnày các chi tiết máy được lắp ráp thành khối và thành máy hoàn chỉnh

Nhà máy được xây dựng mới với trình độ tự động hoá cao, một số máylàm việc theo dây chuyền nên phụ tải nhà máy được xếp vào phụ tải loại 1 Nhà máy làm việc 2 ca thời gian sử dụng công suất cực đại là Tmax= 4500h Với những đặc điểm và tính chất sản xuất đó, nhà máy cần được cung cấp điện liên tục và an toàn, đảm bảo chất lượng điện năng tốt.

Chương 1 : PHÂN TÍCH YÊU CẦU CCĐ CHO HỘ PHỤ TẢI.

1.Đăc điểm của Hộ tiêu thụ

* Hộ tiêu thụ là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện Tuỳ theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành ba loại:

1.Hộ loại 1 : Là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy

hiểm đối với tính mạng con người ,gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máymóc ,thiết bị ,gây ra hàng loạt phế phẩm ) ảnh hưởng lớn đến an ninh quốc gia vv

*Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng 2 nguồn đi đến, đường dây 2 lộ đến,có nguồn dự phòng v.v Nhằm hạnchế đến mức thấp nhất việc mất điện.Thời gian mất điện thường được coi bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ

2 Hộ loại 2 : Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị ,gây ra phế

phẩm ,ngừng trệ sản xuất mà tiêu biểu nhà máy cơ khí ta đang xét.

*Để cung cấp cho hộ loại 2 ta có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dự phòng, đường dây một lộ hay đường dây kép việc chọn phương

án cần dựa vào kết quả so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị

thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện.ở hộ loại 2 cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay.

3 Hộ loại 3 :Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học,

phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy v.v

Để cung cấp điện cho hộ loại 3 ta có thể dùng một nguồn điện hoặc đường dây một lộ

2 Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện

Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép

Một phương án cung cấp điện xí nghiệp được xem là hợp lý khi thoả mãn những yêu cầu sau:

+)Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm được ngoại tệ quý vật tư hiếm +)Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tuỳ theo tính chất hộ tiêu thụ +)Chi phí vận hành hàng năm thấp

+)Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+)Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa v.v

+)Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng phải chú ý đến nhữngyêu cầu khác như: có điều kiện thuận lợi nếu có yêu cầu cần phát triển phụ tải sau này, rut ngắn thời gian xây dựng v.v

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là nhà máy ta

đang thiết kế) thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định đượcnhu cầu điện của phụ tải công trình đó (hay là công suất đặt của nhà máy ) Tuỳ theo quy mô của công trình (hay của nhà máy ) mà phụ tải điệnphải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng pháttriển trong tương lai Cụ thể là muốn xác định phụ tải điện cho một xínghiệp, nhà máy thì chủ yếu dựa vào các máy móc thực tế đặt trong cácphân xưởng và xét tới khả năng phát triển của cả nhà máy trong tương lai(đối với xí nghiệp nhà máy công nghiệp thì chủ yếu là tương lai gần) còn đốivới công trình có quy mô lớn (như thành phố, khu dân cư ) thì phụ tải phải

kể đến tương lai xa Như vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài toán dựbáo phụ tải ngắn hạn (đối với các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp) còn dựbáo phụ tải dài hạn (đối với thành phố, khu vực ) Nhưng ở đây ta chỉ xétđến dự báo phụ tải ngắn hạn vì nó liên quan trực tiếp đến công việc thiết kếcung cấp điện nhà máy ta

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khicông trình đi vào sử dụng Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán.Người thiết kế cần phải biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như:máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng, cắt, bảo vệ để tính các tổn thấtcông suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các thiết bị bù Chính vì vậy, phụtải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện Phụ tải điệnphụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các thiết bị điện, chế

trình độ vận hành của công nhân v.v Vì vậy, xác định chính xác phụ tảitính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng lại rất quan trọng Bởi vì, nếu phụtải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọcủa các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến đến cháy nổ rất nguy hiểm Nếuphụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn

sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và không kinh tế

Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu

và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện

Nhưng vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ởtrên và sự biến động theo thời gian nên thực tế chưa có phương pháp nàotính toán chính xác và tiện lợi phụ tải điện Nhưng hiện nay đang áp dụngmột số phương pháp sau để xác định phụ tải tính toán:

+ Phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

+ Phương pháp tính theo hệ số cực đại và công suất trung bình.

+ Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản

I CÁC ĐẠI LƯỢNG CẦN LƯU Ý

1.1 Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả (n hq ) :

Xét một nhóm gồm có nhiều n thiết bị có công suất định mức và chế

độ làm việc khác nhau Thì nhq được gọi là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệuquả của nhóm, đó là một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất địnhmức và chế độ làm việc như nhau tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêuthụ thực tế bởi n thiết bị của nhóm đang xét

Khi số thiết bị n ≤ 5 thì hệ số thiết bị hiệu quả được xác định

2 1 2 1

n dm i

hq n

dm i

P n

th Xác định số thiết bị trong nhóm n và tổng công suất định mức

∑ Pđmn

- Chọn những thiết bị có công suất mà công suấy định mức của mỗithiết bị này nhỏ hơn, hoặc bằng một nửa công suất của thiết bị có công suấtlớn nhất trong nhóm thiết bị xét

dm

dm

P n

P n

2

2

).(

- Xác định số n1: Là số thiết bị có công suất nhỏ hơn một nửa côngsuất của thiết bị công suất lớn nhất, và ứng với số n1 thiết bị xác định tổngcông suất định mức: ∑Pđmn1

n i tbi

P P

1 1

Là tỷ số giữa công suất tính toán hoặc công suất tiêu thụ với công suất đặt( công suất định mức) của nhóm hộ tiêu thụ:

Knc = = = k max .ksd

Hệ số nhu cầu thường dùng tính cho các phụ tải tác dụng Trong thực

tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành tổng kết lại Nó có giá trịnhỏ hơn một : Knc ≤ 1

Với động cơ điện làm việc ở chế độ lặp lại ví dụ như: Cầu trục, máy hàn thìkhi tính toán phụ tải điện của chúng phải thực hiện quy đổi về công suấtđịnh mức làm việc ở chế độ dài hạn tức là phải quy đổi về chế độ làm việc

Với Pđm, eđm: Cho trong lý lịch máy

Với máy biến áp hàn : Pđm = Sđm cosửđm

2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:

2.1 Xác định công suất chiếu sáng cho phân xưởng

Công thức tính: Ptt = Po F

Trong đó: Po – suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất, KW/m2 ( thường

đư-ợc tra trong sổ tay kỹ thuật)

F - Diện tích sản xuất, m2.

Po - Suất phụ tải tính trên một đơn vị diện tích sản xuất phụ thuộcvào dạng sản xuất và theo số liệu thống kê

2.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc đợc tínhtheo công thức :

P 



cos ử =

1

n i i

P



Phương pháp tính phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu có ưuđiểm là đơn giản, tính toán đơn giản Nhưng có nhược điểm là độ chính xáckhông cao vì Knc tra trong bảng kỹ thuật

2.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình P tb (hay phương pháp số thiết bị hiệu quả n hq ):





n

i 1

Để nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các

số liệu để áp dụng các phương pháp đơn giản thì sử dụng phương pháp xácđịnh phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình Theo phư-ơng pháp này phụ tải tính toán được tính:

Ptt = Kmax.P t = Kmax .Ksd Pđmi

Trong đó: Kmax - Hệ số cực đại được tra bảng dựa theo nhq và Ksd

Ksd của các thiết bị không giống nhau nên khi tính toán taphảI tính Ksd 

1

.

n sd i

sd n i

Pi K K

Khi tính phụ tải theo phương pháp này, trong một số trường hợp cóthể dùng các công thức gần đúng sau để xác định phụ tải tính toán:

- Nếu nhq > 30 và Ksd < 0,5 thì hệ số cực đại Kmax sẽ lấy ứng với nhq =

Đối với các phân xưởng khác của nhà máy do mới chỉ biết công suấtđặt của từng xưởng nên ta xác định phụ tải tính toán theo phương pháp côngsuất đặt và hệ số nhu cầu

Đối với phụ tải chiếu sáng thì ta xác định phụ tải tính toán theophương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

3.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí:

3.1.1 Giới thiệu và phân nhóm về phân xưởng cơ khí.

Phân xưởng cơ khí 2 có diện tích là: 665 m2 với số lượng máy công cụ

là (26 máy)

Để tính toán phụ tải chính xác, rõ ràng và dễ quản lý nếu xảy ra sự cố

ta cần phân nhóm phụ tải điện Phân nhóm phụ tải dựa trên nguyên tắc:

- Các thiết bị trong cùng một nhóm phải có vị trí gần nhau

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chế độ làm việc giốngnhau

- Công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau.

Tuy nhiên các yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau phải căn cứvào vị trí, số lượng, chế độ làm việc và công suất của các thiết bị mà ta tiếnhành phân nhóm phụ tải sao cho hợp lý

Trên cơ sở đó với phân xưởng cơ khí 2 ta phân thành 4 nhóm:

Số thiết bị có công suất lớn hơn nửa công suất của máy có công suất lớn nhất là n1 = 5

Công suất định mứccủa số thiết bị n1 là :

n n n

sd n i

Pi K K

0,16 8,5 4,5 12 8 7 4,5 13

n i i n i i

P P

P S



 =27,970,67 =37,82 (KVA) Tính toán tương tự ta có:

 = 0,77Tra bảng (n*,P*) ta được nhq*= 0,87 => nhq= 6,09

sd n

i i

P k K

n i i n i i

P cos P

 = 0,66Tra bảng (n*,P*) ta được nhq*= 0,82 => nhq= 4,92

sd n

i i

P k K

1

cos

n i i n i i

P cos P

 = 0,8Tra bảng (n*,P*) ta được nhq*= 0,9 => nhq= 5,4

sd n

i i

P k K

1

cos

n i i n i i

P cos P

3.2 Xác định công suất phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng :

Sau khi tính toán phụ tải tính toán các nhóm ta có bảng sau:

Bảng phụ tải tính toán các nhóm trong phân xưởng :

Stt (KVA)

Nhóm1 60 0,16 0,67 6,3 2,64 25,34 27,37 37,82Nhóm2 58,5 0,17 0,62 6,09 2,64 26,25 32,55 42,33Nhóm3 44 0,18 0,67 4,92 2,24 17,7 19,65 26,4Nhóm4 38 0,18 0,68 5,4 2,42 20,69 22,24 30,42

Ta có diện tích phân xưởng Cơ khí 2 là : 665 m2

Tra bảng ta có suất phụ tải chiếu sáng phân xưởng là:

Ptt =Kpt Kđt

4 1

tt

P

 = 0,85 (25,34+26,25+17,7+20,69) = 89,98 (KW)

Phụ tải phản kháng tính toán của toàn phân xưởng là :

1

.cos

n tt i n tt i

P cos P

Số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy

Stt Tên phân xưởng Ptt(kW) Qtt(kVAr) Loại hô

3.3 Xác định công suất chiếu sáng trong nhà máy.

a/ Phân xưởng Cơ khí 2

Diện tích phân xưởng là : 665 m2

Suất chiếu sáng phân xưởng là :Po = 13 W/ m2

Công suất chiếu sáng của phân xưởng Cơ khí 2 là :

4.Xác định phụ tải tính toán nhà máy

Sau khi tính toán ta có bảng tổng kết về phụ tải tính toán của các phân xưởng :

4.1 Phụ tải tính toán các phân xưởng.

Stt Tên phân xưởng Ptt(kW) Qtt(kVAr) Stt (KVA)

i

Pcs



 =1,12.0,85

(150+150+98,63+165+200+170+100+110+70+50+50+70) + 4,55 = 1321,53 (KW)

Phụ tải phản kháng tính toán toàn nhà máy là :

Qttnm = Kpt.Kđt

12 1

i

Qttpxi



 =1,12.0,85.(130+130+103,05+125+160+150+70+90+50+35+25+40) = 1241 (KVAr)

Phụ tải toàn phần tính toán toàn nhà máy là :

Sttnm  Pttnm2  Qttnm2  1321,53 12412  2 =1812,88 (KVA)

Hệ số công suất của nhà máy :

Cosử =

Sttnm

Pttnm

= 0,73

4.2 Xây dựng biểu đồ phụ tải.

Xây dựng biểu đồ phụ tảI trên mặt bằng xí nghiệp có tác dụng phân phối hợp lý các trạm bién áp trong phạm vi nhà máy, chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm và các trạm biến áp sao cho đạt chỉ tiêu kỹ thuật tốt nhất

Để biểu diễn phụ tải mỗi phân xưởng của nhà máy ta dùng một hìnhtròn gồm hai phần khác nhau: Phần quạt lớn (được gạch chéo) biểu diễn chophụ tải động lực, phần còn lại biểu diễn cho phụ tải chiếu sáng của phân x-ưởng Tâm của hình tròn trùng với tâm phụ tải của phân xưởng

cs

tt

P P

Với: cs- góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong phân xưởng, độ

Pcs - phụ tải chiếu sáng của phân xưởng thứ i, kW

P - phụ tải tác dụng tính toán của phân xưởng thứ i, kW

Kết quả tính toán bán kính R và góc cs của biểu đồ phụ tảI trong bảngsau:

TT Tên phân xưởng Pcs KW Ptt (KW) Stt (KW) R mm ocs

X 11,5 15

4,4 2,2

Theo số liệu ban đầu thì nhà máy Cơ Khí 2 được cung cấp điện từđường dây có mức điện áp 35kV Chiều cao từ dây xuống mặt đất là 12m.chương 3, tính toán được công suất của các phân xưởng và toàn nhà máy.Với số liệu đó dự định đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT) gần với phụ tảitính toán của tòan nhà máy để giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổnthất điện năng vừa đảm bảo về tiêu chuẩn kinh tế và tiêu chuẩn kỹ thuật Tạiđây ta sẽ đưa điện áp tới các máy biến áp phân xưởng.

Vị trí tâm phụ tải của toàn nhà máy M (X,Y) đước xác định theo côngthức gần đúng :

14

1 14 1

.

i i i

i i

S x X

14

1 14 1

.

i i i

i i

S y Y

xi , yi : Tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i

Si :Công suất tính toán phụ tải phân xưởng thứ i

Tâm phụ tải của các phân xưởng được xác định trong bảng sau:

i i i

i i

S y Y

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

1.CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

1.1 Các máy biến áp được chọn dựa theo các nguyên tắc sau:

1.1.1:Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải ,thuận lợi cho việcvận chuyển ,lặp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp

1.1.2: Số lượng các máy biến áp được lựa chọn dựa theo yêu cầu cungcấp điện của phụ tải.Nếu phụ tải loại I và loạiII thì cần đặt ít nhất 2MBA ,với phụ tải loại III thì chỉ cần đặt 1 MBA Trong mọi trường hợp thìđặt 1 MBA là đơn giản nhất ,thuận lợi cho việc vận hành xong độ ti cậy thấp

1.1.3: Dung lượng các máy biến áp được chon theo điều kiện:

nKhc*SdmB≥Stt

Được kiểm tra theo điều kiện saukhi sảy ra sự cố với một máy:

(n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc

Trong đó:

n Số MBA sử dungj trong nhóm

Khc Hệ số hiệu chỉnh Với MBA sản xuẩt tại VIỆT NAM lấy Khc=1

SdmB Công suất của MBA

Stt Công suất tính toán của phân xưởng

Sttsc Công suất tính toán của nhà máy khi xảy ra sự cố

Khi xảy ra sự cố với phụ tải loại I ta có thể cắt bớt phụ tải loại II ra để giảm bớt công suất Do đó ta lấy Sttsc=Stt-SII

1.2.Các trường hợp đặt máy biên áp.

1.2.1 Chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm của nhà máy:

_ Nhà máy được đặt gần đường dây trung tảI 35KV Ta sẽ đặt một máy biến

áp trung gian tại đây và cung cấp tới trạm phân phối trung tâm trong nhà

 An toàn và liên tục cấp điện;

 Trạm phảI đặt gần tâm phụ tảI để thuận lợi cho thiêt kế mạng hạ áp trong nhà máy và đạt chỉ tiêu cao hơn do công suất được phân bố đều.Sau khi xác định tâm phụ tảI của nhà máy ta sẽ đặt trạm phân phối sát

PX cơ khí 2

 Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng;

 Phòng chống cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn;

 Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành;

 Trạm không ảnh hưởng đến giao thông và thẩm mỹ của nhà máy.1.2.2 Xác định dung lượng và các số lượng cho máy biến áp (MBA):

a) Xác định số lượng MBA:

_Chọn số lượng chính là chọn trạm biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện hợp lý

_Khi chọn đúng số lượng thì phải xét tới độ tin cậy của cấp điện

Căn cứ vào hộ tiêu thụ của nhà máy ta đặt 2 MBA cho hộ tiêu thụ loại 1

b) Chọn dung lượng MBA

MBA được chế tạo theo nhiều tiêu chuẩn kỹ thật khác nhau việc lựa chọn công suất MBA sẽ ảnh hưởng rất lớn đến đảm bảo độ tin cậy và mức

độ an toàn CCĐ, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của cả mạng điện

Để chọn công suất của MBA phảI phụ hợp:

Được kiểm tra theo điều kiện sau khi xảy ra sự cố với một máy:

(n-1).Khc Sdm B ≥ Sttsc

Trong đó: n số MBA trong một nhóm

Khc hệ số hiệu chỉnh

Sdm B Công suất của MBA

Stt Công suất của toàn phân xưởng

2 Phương án nối dây cho mạng điện cao áp

Do nhà máy thuộc hộ dùng điện loại I nên đường dây từ lưới điện tớiTBATG (hay TPPTT) của nhà máy sẽ dùng dây lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên trong mạng cao áp ta sửdụng sơ đồ hỡnh tia ,lộ kép để truyền tải điện Sơ đồ này có ưu điểm là rừràng ,cỏc trạm biến ỏp đều được cấp điện từ một đường dây riêng lên it ảnhhưởng tới nhau, độ tin cậy của lưới tương đối cao dễ dàng vận hành và sửachữa

Để đảm bảo mĩ quan và an toàn cho lưới điện cao áp của nhà máy được đặttrong các hào cáp xây dựng dọc các trục đường giao thông nội bộ của nhàmáy

3 Tính toán chi tiêu kinh tế – kỹ thuật lựa chọn phương án.

3.1.Phương án sử dụng trạm biến áp trung tâm

Đối với phương án sử dụng trạm biến áp trung tâm tùy theo cách nối dây

từ trạm biến áp trung tâm về các trạm biến áp phân xưởng sẽ có hai phương

án

Phương án 1:

Xác định, số lượng, dung lượng, vị trí trạm biến áp trung tâm

- Số lượng : nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I đòi hỏi có 2 nguồn cung cấp điện độc lập, vì vậy trạm biến áp nhà máy cần đặt 4 máy biến áp, mỗi máy biến áp nối vào một phân đoạn riêng của thanh góp, giữa các phân đoạn có đặt thiết bị đóng cắt khi cần thiết.

- Dung lượng : 4 SdmBA  SttNM = 1812 KVA

Vì nhà máy cơ khí là hộ tiêu thụ lọai 1 nên khi thiết kế phảI đảm bảo độ tincậy cao trong khi dẫn điện Ta chọn 4 MBA có công suất là 630 KVA Vậy chọn 4 máy biến áp loại 630 KVA- 35/0,4 kV của Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất tại Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ)

- Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố :Công suất quá tải MBA : 1812 1294,3( )

Sttnm Sdmb   KVA , Vậy chọn 4 máy biến áp loại 560 KVA- 35/0,4 kV là hợp lý

- Vị trí đặt : tâm phụ tải M0(16,4;10,4) của nhà máy ở chỗ trống để đảm bảo

về mỹ quan nhà máy ta dịch chuyển vị trí đặt trạm tại toạ độ M(16,3;13,2)

Trạm có công suất lớn, cấp điện áp lớn nên các thiết bị đóng cắt phân phối

có kích thước lớn vì vậy dùng loại trạm đặt ngoài trời

Phương án 2:

Xác định, số lượng, dung lượng, vị trí trạm biến áp trung tâm

- Số lượng : nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I đòi hỏi có 2 nguồn cung cấp điện độc lập, vì vậy trạm biến áp nhà máy cần đặt 3 máy biến áp, mỗi máy biến áp nối vào một phân đoạn riêng của thanh góp, giữa các phân đoạn có đặt thiết bị đóng cắt khi cần thiết

- Dung lượng : 3 SdmBA  SttNM = 1812 KVA

Vì nhà máy cơ khí là hộ tiêu thụ lọai 1 nên khi thiết kế phảI đảm bảo độ tincậy cao trong khi dẫn điện Ta chọn 3 MBA có công suất là 800 KVA

Vậy chọn 3 máy biến áp loại 800 KVA- 35/0,4 kV của Nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất tại Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ).

- Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố :Công suất quá tải MBA : 1812 1294,3( )

Sttnm Sdmb   KVA , Vậy chọn 3 máy biến áp loại 800 KVA- 35/0,4 kV là hợp lý

- Vị trí đặt : tâm phụ tải M0(16,4;10,4) của nhà máy ở chỗ trống để đảm bảo

về mỹ quan nhà máy ta dịch chuyển vị trí đặt trạm tại toạ độ M(16,3;13,2)

Trạm có công suất lớn, cấp điện áp lớn nên các thiết bị đóng cắt phân phối

có kích thước lớn vì vậy dùng loại trạm đặt ngoài trời

3.2 Trình tự tính toán kinh tế kỹ thuật cho từng phương án.

Trong mục này ta đi lựa chọn thông số các MBA, cáp và tính toán tổn thấtđiện năng trong các phương án

Thànhtiền*106

Tổng chi phí đầu tư cho Trạm máy biến áp Kb= 840*106 đồng

b)Để so sánh lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí Z ,ở đây ta chỉ xét những phần khác nhau

Z=(avn +atc).K +A.c →min

Trong đó

avh hệ số vận hành lấy avh=0.1

atc hệ số tiêu chuẩn lấy atc=0.2

K vốn đầu tư cho trạm biến ỏp và đường dõy

C giá tiền 1kWh tổn thất điện năng c=1500 đ/kWh

A Tổn thất điện áỏp

Thông số MBA được chọn dựa vào dung lượng máy biến áp đã tính ở phần trên

c) Xác định tổn thất điện năng trong các trạm biên áp(TBA):

Tổn thất điện năng được xác định theo công thức :

kWh,

S

S.Pn

1.tPn

A

2 dmBA

tt n

n - Số máy biên áp ghép song song

t - Thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt nămt = 8760h

 - Thời gian tổn thất công lớn nhất [h]

Với Tmax = 4500 h và cosNM = 0,75

Hoặc tính theo công thức :

Stt - Công suất tính toán của MBA [kVA]

SdmBA - Công suất định mức của MBA [kVA]

Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp  AB= 45930,8 KWh

Ta chọn máy cắt cho mỗi MBA

Từ trạm 35KV về MBA ta chọn 3 máy cắt và mỗi máy cắt có giá trị là:

máy làm việc 2 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất là Tmax = 4500 h và

sử dụng cáp lõi đồng, tìm được Jkt = 3,1 A/mm2, với dây nhôm lõi thép AC thì Jkt = 1,1 A/mm2

lvmax I dmBA 2 * 3*U

SttT - Công suất tính toán của trạm biến áp ; S [kV] , U [kV]

Dựa vào trị số Fkt , tra bảng và lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất

- Đối với các cáp từ TBATG về MBAPX :

Dòng sự cố được xét khi hỏng một MBA, MBA còn lại làm việc quá tải :

I SC=

dm

dmBA qt

U

S k

3

.

Kiểm tra tiết diện cáp được chọn theo điều kiện phát nóng