thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4

thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4 giới thiệu chung về nhà máy cơ khí và yêu cầu cung cấp điện cho hộ phụ tải xác định phụ tải cho phân xưởng cơ khí số 1 và toàn nhà máy thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng và toàn nhà máy .........

I.Đề Tài: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng Cơ khí 1KTA tồn nhà Máy khí 1N4 II.Các Số Liệu Kỹ Thuật: - Mặt bố trí thiết bị phân xưởng xí nghiệp theo vẽ - Số liệu phụ tải cho theo bảng - Số liệu nguồn U đm = 110 kV ; S NM =1000 MVA ; khoảng cách đến NM 5km III.Nội Dung Thuyết Minh Và Tính Tốn : Phân tích yêu cầu CCĐ cho hộ phụ tải Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng khí Xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy Thiết kế mạng điện cho phân xưởng toàn nhà máy Chọn kiểm tra thiết bị mạng điện 6, Tính tốn tụ bù để nâng cao hệ số cơng suất tồn nhà máy lên 0,93 IV.Các Bản Vẽ Thiết Kế(Giấy A3) Sơ đồ mặt dây phân xưởng Sơ đồ mặt dây nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn nhà máy Sơ đồ nguyên lý CCĐ phân xưởng Trang: -1- LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRỊ KINH TẾ 1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ VÀ TỒN NHÀ MÁY 2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 2.1.1 Phân nhóm phụ tải 2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn 2.1.3 Tính tốn phụ tải nhóm 2.1.4 Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng khí số 2.1.5 Phụ tải tính tốn tồn phân xưởng khí 2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY A THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ SỐ 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 3.3 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG 3.3.1 Chọn dây chảy bảo vệ cho máy 3.3.2 Chọn dây dẫn cung cấp cho thiết bị 3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho nhóm máy 3.3.4 Chọn cáp dẫn cung cấp cho nhóm máy 3.3.5 Chọn tủ phân phối 3.3.6 Chọn tủ động lực 3.3.7 Chọn aptomat bảo vệ cho phân xưởng B THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ 3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ Trang: -2- 3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY 3.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện 3.2.2 Chọn dung lượng số lượng máy biến áp nhà máy 3.2.3 So sánh phương án cấp điện cho Nhà máy 3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT 3.3.1 Xác định tổn thất máy biến áp 3.3.2 Vị trí trạm biến áp nhà máy 3.3.3 Chọn thiết bị điện mạng điện nhà máy A CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP B CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 4.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 4.2 KIỂM TRA THIẾT BỊ CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ : 6.2 LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG 6.2.1 Các hình thức chiếu sáng: 6.2.2 Chọn hệ thống chiếu sáng 6.2.3.Chọn loại đèn chiếu sáng 6.2.4 Chọn độ rọi cho phận 6.3 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG : 6.4 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG CHƯƠNG VI TINH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY 6.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 6.2 XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 6.3.1.Xác định dung lượng bù 6.3.2 Phân bố dung lượng bù cho hạ áp Trang: -3- LỜI NÓI ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến có tầm quan trọng khơng thể thiếu lĩnh vực kinh tế quốc dân đất nước.Như xác định thống kê khoảng 70% điện sản xuất dùng xí nghiệp,nhà máy cơng 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 cơng 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 nghành 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 cơng nghiệp nghành tiêu thụ lượng nhiều nhất.Vì cung cấp điện sử dụng điện hơp 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, sữa chữa hư hỏng phải đảm bảo chất lượng điện phạm vi cho phép,hơn phải thuận tiện cho việc mở rộng tương lai Sau thời gian học tập nghiên cứu môn Cung Cấp Điện em nhận đồ án với đề tài:Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng khí 1KTA tồn nhà máy khí 1N4 Sau thời gian làm đồ án với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình thầy giáo thầy khoa Điện, đồ án em hoàn thành Em xin chân thành cảm ơn! Trang: -4- CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI 1.1.-VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRỊ KINH TẾ Trong cơng nghiệp ngày ngành khí ngành cơng nghiệp then chốt kinh tế quốc dân tạo sản phẩm cung cấp cho ngành công nghiệp khác nhiều lĩnh vực kinh tế sinh hoạt.Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, nhà máy khí chiếm số lượng lớn phân rộng khắp nước Nhà máy xem xét đến nhà máy khí quốc phòng sản xuất thiết bị cung cấp cho nhà máy cơng nghiệp Nhà máy có 15 hộ phụ tải,quy mô với 10 phân xưởng sản xuất nhà điều hành Bảng 1-1: số liệu phụ tải tính tốn phân xưởng nhà máy Stt 10 11 12 Trang: -5- Tên phân xưởng Cơ điện Cơ khí Cơ khí Rèn, dập Đúc thép Đúc gang Dụng cụ Mộc mẫu Lắp ráp Nhiệt luyện Kiểm nghiệm Kho 1(sản phẩm) Ptt (kW) 120 Ptt 180 165 200 180 160 90 110 170 70 50 Qtt (kWAr) 110 Qtt 130 125 180 150 120 70 90 160 50 35 Loại hộ 1 1 2 1 13 14 Kho (vật tư) Nhà hành 50 70 25 75 Do tầm quan trọng trình CNH-HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều thiết bị, máy móc Vì nhà máy có tầm quan trọng lớn Là nhà máy sản xuất thiết bị công nghiệp phụ tải nhà máy làm việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao Phụ tải nhà máy chủ yếu phụ tải loại loại (tùy theo vai trò quy trình cơng nghệ) Nhà máy cần đảm bảo cấp điện liên tục an tồn Do nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian 1.1.1- Phân xưởng điện Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị máy móc điện nhà máy Phân xưởng trang bị nhiều máy móc vạn có độ xác cao nhằm đáp ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp nhà máy Mất điện gây lãng phí lao động , ta xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 1.1.2- Phân xưởng khí 1,2 Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Quá trình thực máy cắt gọt kim loại đại với dây chuyền tự động cao Nêu điện không ổn định, điện làm hỏng chi tiết gia công gây lãng phí lao động Phân xưởng ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.3- Phân xưởng đúc thép, đúc gang Đây hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao Nếu ngừng cấp điện sản phẩm nấu lò trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn mặt kinh tế Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.4- Phân xưởng kiểm nghiệm Có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm tiêu kỹ thuật sản phẩm Trong phân xưởng sử dụng nhiều thiết bị đo đếm có độ xác cao, mức độ ổn định quan trọng Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.5- Phân xưởng rèn, dập Phân xưởng trang bị máy móc lò rèn để chế tạo phôi chi tiết khác đảm bảo độ bền cứng Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.1.6- Nhà kho Có nhiệm vụ bảo quản cất giữ sản phẩm nhà máy trình chưa tiêu thụ sản phẩm Yêu Trang: -6- cầu cung cấp điện cho nhà kho chủ yếu cung cấp điện chiếu sáng sấy bảo quản sản phẩm nên xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.7- Phân xưởng dụng cụ Là phân xưởng có nhiệm vụ cung cấp phương tiện làm việc cho tồn nhà máy Đảm bảo cho tính liên tục sản xuất Vì xếp phân xưởng vào hộ tiêu thụ loại 1.2.- MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Điện dạng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành dạng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, năng…), dễ truyền tải phân phối Chính điện dùng rộng rãi lĩnh vực hoạt động người Điện nói chung khơng tích trữ được, trừ vài trường hợp cá biệt công suất như pin, ắc quy, sản xuất tiêu thụ điện phải luôn đảm bảo cân Quá trình sản xuất điện trình điện từ Đặc điểm trình xẩy nhanh Vì đễ đảm bảo trình sản xuất cung cấp điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ tự động hóa vv… Điện nguồn lượng ngành cơng nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển khu đô thị, khu dân cư….Vì lý lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện phải trước bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà dự kiến cho phát triển tương lai năm 10 năm có lâu Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo yêu cầu sau: 1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện: Đó mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất hộ dùng điện Hộ loại 1: hộ quan trọng không để điện, xảy điện gây hậu nghiêm trọng -làm an ninh trị, trật tự xã hội Đó sân bay, hải cảng, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, đại sứ quán, nhà ga, bến xe,trục giao thông đường phố Trang: -7- -làm thiệt hại lớn tới nguồn kinh tế quốc dân Đó khu cơng nghiệp, khu chế xuất, dầu khí, luyện kim,nhà máy khí lớn,trạm bơm nơng nghiệp lớn hộ đóng vai trò quan trongjtrong kinh tế quốc dân có giá trị xuất đem lại nhiều ngoại tệ cho đất nước -làm nguy hại đến tính mạng người Hộ loại 2:bao gồm xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng( xe đạp,vòng bi, bánh kẹo, đồ nhựa,đồ chơi trẻ em ) thương mại dịch vụ(khách sạn, siêu thị, trung tâm thương mại lớn )với hộ này, bị điện bị thua thiệt kinh tế dãn công, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp đồng cung cấp nguyên liệu sản phẩm cho khách hàng, làm giảm sút doanh số lãi suất Hộ loại 3:là hộ không quan trọng cho phép điện tạm thời cần thiết.đó hộ ánh sáng sinh hoạt thị nông thôn 1.2.2 – Chất lượng điện Chất lượng điện đánh giá hai tiêu chuẩn tần số điến áp Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điều chỉnh Chỉ có hộ tiêu thụ lớn phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý đễ góp phần ổn định tần số hệ thống lưới điện Vì người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng điện áp cho khách hàng Nói chung điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức Đối với phụ tải có yêu cầu cao chất lượng điện áp máy móc thiết bị điện tử, khí có độ xác vv… điện áp cho phép dao động khoảng 2,5% 1.2.3 – An toàn điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Muốn đạt yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành, thiết bị phải chọn loại công suất Công tác xây dựng lắp đặt phải tiến hành đúng, xác cẩn thận Cuối việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành quy định an toàn sử dụng điện Trang: -8- 1.2.4 – Kinh tế Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật đảm bảo tiêu kinh tế đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng thời gian thu hồi vốn đầu tư Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thơng qua tính tốn so sánh phương án từ lựa chọn phương pháp, phương án cung cấp điện tối ưu Tuy nhiên trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép yêu cầu vào để tiết kiệm thời gian chi phí trình thiết kế Bảng 1- : Số liệu phụ tải phân xưởng khí Stt Tên thiết bị Ký hiệu Công suất(KW,KVA) Cosϕ Κ sd Máy tiện 10 0,65 0,18 Máy tiện 0,8 0,17 Máy tiện 0,6 0,19 Máy bào 4,5 0,8 0,16 Máy bào 0,7 0,15 Máy phay 0,8 0,16 Máy mài tròn 11 0,65 0,19 Máy phay 7,5 0,75 0,2 Máy chuốt 4,5 0,65 0,18 10 Máy sọc 10 0,6 0,16 11 Máy doa 11 10 0,6 0,2 12 Máy cắt thép 12 13 0,65 0,17 13 Máy bào 13 4,5 0,8 0,16 Trang: -9- 14 Máy tiện 14 4,5 0,6 0,2 15 Máy BA hàn 380/65V 15 15 KVA 0,65 0,15 16 Máy phay 16 15 0.6 0.17 17 Máy doa 17 17 0,65 0,16 18 Máy tiện 18 12 0,8 0,15 19 Máy doa 19 12 0,6 0,2 20 Cầu trục 20 15 KVA 0,6 0,16 (ε dm = 40 o ) o (ε dm = 35 o ) o CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 2.1.1: Phân nhóm phụ tải - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau : + Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc + Các thiết bị nhóm nên gần tránh chồng chéo giảm chiều dài dây dẫn hạ áp + Cơng suất nhóm nên khơng chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực Trang: - 10 - → Sôđncp = 10 (mm2) > 2,10 (mm2)  Vậy cáp thoả mãn điều kiện chọn kiểm tra Kiểm tra tổn thất điện áp Để biết việc tính tốn, thiết kế có đảm bảo u cầu chất lượng điện hay không, ta tiến hành kiểm tra tổn thất điện áp Điểm tính chọn tổn thất điện áp đường dây từ nguồn đến phụ tải xa nhất, có cơng suất lớn Sơ đồ tính tổn thất sau: P1 = PttpxckI =78,99 (KW) ; Q1 = QttpxckI = 77,68 (KVAR) P2 = PttnhI = 18,36 (KW) ; Q2 = QttnhI = 18,73 (KVAR) P3 = Ptt máy chuốt = 10 (kW) ; Q3 = Qtt máy doa = P3*tgϕ = 10*tg(arccos0,65) = 11,69 (KVAR) Xác định tổn thất điện áp (bỏ qua tổn thất công suất ) ∆U % mang = Trong : i 100 * 10 −3 * ∑1 [ Pi Ri + Qi X i ] 1000 * U đm Pi ,Qi : công suất chạy đoạn đường dây i (kW, kVAr) Ri,Xi: điện trở, điện kháng đoạn đường dây i (Ω) Uđm: điện áp định mức mạng (KV) ∆U % mang = + → 10 −4 * [ 78,99 * 59,59 + 18,36 * 180,15 + 10 * 108,9] 0,4 10 −4 * [ 77,68 * 9,47 + 18,73 * 6,3 + 11,69 * 0,9] = 6,23% 0,4 ∆U%mạng = 6,23% < [ ∆U ] = 5% Vì ta phải hiệu chỉnh sau: Trang: - 77 - (Không thỏa mãn ) Cách 1: giảm chiều dài cáp cáp xuống 100 (m) 70 (m) ∆U % mang = + 10 −4 * [ 78,99 * 40,24 + 18,36 * 14,15 + 10 * 108,9] 0,4 10 − * [ 77,68 * 6,8 + 18,73 * 4,9 + 11,69 * 0,9] = 3,22% 0,4 Cách 2: Giữ nguyên chiều dài dây ta tăng tiết diện cáp lên với F cap1 = 70 (mm ) với cáp F cap = 16 (mm ) ∆U % mang 10 −4 = * [ 78,99 * 41,74 + 18,36 * 112,65 + 10 * 108,9] 0,4 10 − + * [ 77,68 * 9,73 + 18,73 * 6,3 + 11,69 * 0,9] = 4,59% 0,4 Vậy mạng điện sau hiệu chỉnh đảm bảo chất lượng điện Vì ta thay đổi tiết diện chiều dày dây điện trơ dây thây đổi không làm sai khác kết tính tốn ngắn mạch q lớn.Nên khơng phải tính toán ngăn mạch lại CHƯƠNG V THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG VÀ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP A : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP Để theo dõi tình trạng làm việc thiết bị điện Kiểm tra chất lượng điện năng, kiểm tra phát loại trừ cố hệ thống CCĐ Việc đặt thiết bị đo lường có tác dụng định phương thức vận hành cho thiết bị, có kế hoạch sửa chữa, đại tu thiết bị Để trực tiếp kiểm tra chất lượng điện hộ phụ tải, để kiểm tra kệch pha dòng điện mạch ta đặt hệ thống đo lường phía hạ áp MBA -Hệ thống đo lường gồm: +3 đồng hồ Ampemét để đo dòng điện pha kiểm tra cân pha +1 đồng hồ Vôn mét khoá chuyển đổi để đo điện áp pha điện áp dây +1 đồng hồ ốtmét để đo cơng suất tác dụng +1 đồng hồ VAR để đo công suất phản kháng +1 đồng hồ đo lượng tác dụng Trang: - 78 - +1 đồng hồ đo lượng phản kháng đồng hồ đo lượng tác dụng dùng để kiểm tra mức độ tiêu thụ điện, công tơ tác dụng kết hợp với công tơ phản kháng để xác định tgϕtb A( Q ) tgϕtb = A( P ) *Cosϕtb - Để xác định đồ thị phụ tải ta dùng đồng hồ oátmét VAR, đồng hồ giá trị tức thời P(t) Q(t) Ngồi góp phần kiểm sốt trình sản xuất ca ngày - Để kiểm tra chất lượng điện áp ta dùng đồng hồ Vơnmét khố chuyển đổi - Để kiểm tra mức độ đối xứng dòng pha ta dùng đồng hồ ampe trạm có cơng nhân trực 30 phút phải kiểm tra phụ tải trạm biến áp phụ tải phân xưởng lần ghi vào sổ theo dõi để từ xây dựng đồ thị phụ tải giúp cho việc quản lý, vận hành thiết bị cách tốt 5.1 -CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ: 5.1 - Chọn máy biến dòng cho đồng hồ đo lường: - Điều kiện chọn: UđmBI ≥ Uđmmạng = 0,4 (KV) 1,4 * 800 IđmBI ≥ Ilvmax = * 0,4 = 1616,58( A) Tra bảng 8-9 Tra sổ tay tra cứu ta chọn biến dòng có số liệu sau: Bảng – 1: Thống số kỹ thuật máy biến dòng Kiểu T∏III φ A - 10 Uđm (KV) 10 Iđm (A) 2000 5000 Bội số ổn định động 250 Công suất định mức (VA) 75 Phụ tải thứ cấp 5.1.2 - Chọn ampemét: Ampemét đo dòng thứ cấp MBA có dòng làm việc lớn là: Ilvmax = 1616,58(A) Do có dòng lớn nên ta phải đo qua máy biến dòng Trang: - 79 - (Ω) Số cuộn dây thứ cấp Tra bảng 7-13 TKĐLĐCN ta chọn ampemét loại ∋-377 có số liệu kỹ thuật bảng Bảng 8- 2: Thông số kỹ thuật đồng hồ đo Tên đồng hồ Kiểu Vôn mét điện từ Ampemet điện từ Oátmét sắt động VAR mét sắt động ∋-377 Cấp chín h xác 1,0 Giới hạn đo trực tiếp C/s C/s cuộn cuộn nối tiếp s.song (VA) (VA) 450 2,6 ÷ 600 (V) 450V ÷ KV A ÷ 15 KA ∋-377 1,5 ÷ 80 (A) 335 1,5 1KW 1,5 MW 1KVAR÷ 335/1 Giới hạn đo gián tiếp (V) 0,25 ÷ 800 0,5 1,5 0,5 1,5 800MVAR 5.1.3 - Chọn Vơnmét; Vơnmét đo điện áp thứ cấp MBA có điện áp 400 V Ta đo trực tiếp không cần qua MBA đo lường Tra sách TKĐLĐCN ta chọn vônmét loại ∋-377 có số liệu kỹ thuật bảng 82 5.1.4 - Chọn ốtmét VAR mét: Cuộn dòng oát mét nối nối tiếp qua cuộn thứ cấp BI, cuộn áp nối trực tiếp vào điện áp 400 V Tra bảng 7-13 TKĐLĐCN ta chọn oátmét VAR mét có số liệu kỹ thuật bảng - 5.1.5 - Chọn công tơ tác dụng công tơ phản kháng: Công tơ tác dụng cơng tơ phản kháng chọn tương tự ốtmét VAR mét Tra bảng 7-2 TKĐLĐCN ta chọn công tơ CA3 Và CP4Y có thơng số sau: Bảng 8-3: Thông số kỹ thuật công tơ tác dụng phản kháng Tên Công tơ tác dụng Trang: - 80 - Cấp Kiểu chín h xác CA3 1,0 Đo trực tiếp Đo gián tiếp I (A) U (V) I (A) U (V) 5,1 220 - 380 (10-2000)/5 220 - 380 Công tơ phản kháng CP4Y 1,0 5,1 220 - 380 (20-2000)/5 5.2 - KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG ĐO LƯỜNG: 5.2 - Kiểm tra phụ tải thứ cấp máy biến dòng với cấp xác 1: - Điều kiện kiểm tra: S2đm ≥ S2ttZ Z2đm ≥ Z2ttZ S2đm = 40 VA Z2đm = 16 Ω Z2tt = ∑ Rcd + Rdd + Rtx Trong đó: - rdd điện trở dây nối đến dụng cụ đo - rtx điện trở tiếp xúc lấy gần 0,1 Ω - ∑ Rcd điện trở cuộn dây dụng cụ đo ∑ Rcd = Rcd(A) + Rcd(KW) + Rcd(VAR) + Rcd(KWh) + Rcd(KVARh) S2tt = 3*S(A) + S(KW) + S(KVAR) + S(KWh) + S(KVARh) Trong đó: S(A) công suất tiêu thụ ampemét S(A) = 0,25 (VA) → 3S(A) = 0,75 (VA) S(KW) = S(KVAR) = S(KWh) = S(KVARh) = 0,5 (VA) →∑ Rcd = 0,75 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 2,75 (VA) Giả thiết ta lấy Fdd = 1,5 (mm ) I dd Rdd = ƒ* S dd Ta có: Trong đó: ƒ = 0,018 điện trở suất vật liệu làm dây dẫn (đồng) ldd chiều dài dây dẫn nối từ BI đến đồng hồ đo Trong trường hợp dùng 3BI l = ltt = 30 m Fdd = 1,5 (mm ) 30 Rdd =0,018* 1,5 Trang: - 81 - = 0,36(Ω) 220 - 380 2 (Rtx + Rdd)*Iđm = (0,1 + 0,36)*5 = 11,5 (VA) S2tt =2,75 + 11,5 = 14,25 (VA) Như vậy: S2đm = 40 (VA) > S2tt = 14,25 (VA) ∑ Rcd = Rcd(A) + Rcd(KW) + Rcd(VAR) + Rcd(KWh) + Rcd(KVARh) S 0,25 = 0,01Ω = 52 R(A) = l S 0,5 = 0,02Ω = 52 R(KW) = l ∑ Rcd = 3*0,01 + 4*0,02 = 0,01 Ω Z2tt = 3.R(A) + R(KW) + R(VAR) + R(KWh) + R(KVARh) + Rtx + Rdd = 0,03 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,02 + 0,01 + 0,36 =0,57 Ω Như vậy: Z2đm = 1,6 Ω > Z2tt = 0,57 Ω Để cho S2tt nhỏ S2đm ta phải tính tốn cho F dây dẫn nhỏ Nếu ta lấy Z2tt = Z2đm = 1,6 Ω Rdd = Z2ttZ - (∑Rcd + Rtx) = 1,6 - (0,1+0,01) = 1,49 Ω Để cho Z2tt ln nhỏ Z2đm tiết diện nhỏ dây dẫn là: I dd 30 = 0,36 Fmin = ƒ* S dd = 0,018* 1,49 5.2.2 -Kiểm tra ổn định động: Kđ ≥ i xk I đmBI = 37,5 *2 = 13,25 Kết luận: Như Kđ = 250 > Kđtt = 13,25 Như máy biến dòng chọn thoả mãn điều kiện chọn kiển tra B : THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP : I) BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ TRỰC TIẾP BÊN TRONG MBA: I.1.Bảo vệ so lệch dọc : Đối với MBA công suất lớn làm việc lưới cao áp, bảo vệ so kệch dọc (87T) dùng làm bảo vệ Nhiệm vụ chống ngắn mạch cuộn dây đầu MBA Trang: - 82 - Bảo vệ làm việc dựa nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng điện hai đầu phần tử bảo vệ Bảo vệ sẻ tác động đưa tín hiệu cắt máy cắt cố xảy vùng bảo vệ (vùng bảo vệ vùng giới hạn giửa BI mắc vào mạch so lệch) Sơ đồ bảo vệ có dạng: I.2.Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây MBA: Vì sữ dụng MBA có trung tính nối đất , để bảo vệ chống chạm đất điểm cuộn dây MBA thực rơle q dòng điện hay so lệch thứ tự khơng phương án chọn tùy thuộc vào loại , cỡ , tổ đấu dây MBA Khi dùng bảo vệ dòng thứ tự khơng bảo vệ nối vào BI đặt trung tính MBA , lọc thứ tự khơng góm ba BI đặt phía điện áp có trung tính nối đất trực tiếp Đối với trường hợp trung tính cuộn dây nối nối qua tổng trở nối nối qua tổng trở nối đất bảo vệ q dòng điện thường khơng đủ nhạy , người ta dùng rơle so lệch Bảo vệ so sánh dòng chảy dây nối đất I N tổng dòng điện ba pha ( I ) Chọn I N thành phần làm việc xuất có chạm đất vùng bảo vệ Khi chạm đất vùng bảo vệ dòng thứ tự khơng ( I tổng dòng pha) có trị số ngược pha với dòng qua dây trung tính I N II) BẢO VỆ CHỐNG SỰ CỐ GIÁN TIẾP BÊN TRONG MBA : Trang: - 83 - Có loại bảo vệ sau : - Rơ le khí (BUCHHOLZ) - Bảo vệ nhiệt - Rơ le phát tốc độ tăng , giảm áp suất dầu - Bảo vệ dòng dầu điều áp Sử dụng loại loại tùy quan điểm nhà sản xuất tùy tùng cỡ máy Thường dùng phổ biến rơ le khí (như hình vẽ) Rơ le hoạt động dựa vào bốc dầu MBA bị cố mức độ hạ thấp dầu mức cho phép Rơ le khí đặt đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dẫn dầu MBA Rơ le có hai cấp tác động gồm có hai phao kim loại mang bầu thủy tinh có tiếp điểm thủy ngân hay tiếp điểm từ Ở chế độ làm việc bình thường bình đầy dầu , phao lơ lững dầu ,tiếp điểm rơ le ỏ trạng thái hở Khi khí bốc yếu (ví dụ dầu nóng tải) , khí tập trung lên phía bình rơ le đẩy phao số xuống , rơ le gửi tín hiệu cấp cảnh báo Nếu khí bốc mạnh (chẳng hạn ngắn mạch cuộn dây MBA đặt thùng dầu) luồng khí di chuyển từ thùng dầu lên bình giãn dầu đẩy phao số xuống gửi tín hiệu cắt máy cắt MBA Ở em dùng rơ le khí để bảo vệ cố gián tiếp xảy MBA III) BẢO VỆ CHỐNG NGẮN MẠCH NGOÀI VÀ QUÁ TẢI: I.1 Bảo vệ dòng điện I.1.1.Rơle dòng điện: Trang: - 84 - Bảo vệ dòng điện dùng làm bảo vệ tải bảo vệ chống ngắn mạch Để nâng cao độ nhạy cho bảo vệ người ta dùng bảo vệ dòng có kiểm tra áp (BVQIKU) Đơi bảo vệ cắt nhanh thêm vào tạo thành bảo vệ q dòng có hai cấp (xem hình dưới).Với MBA cuộn dây dùng bảo vệ đặt phía nguồn cung cấp VI ) TÍNH TỐN BẢO VỆ : - Bảo vệ so lệch : Máy biến áp hai cuộn dây Sđm = 800 (kVA) 22/0,4 kV Xác định dòng điện định mức hai phía MBA: I đm1 = I đm = S BA * U đm1 S BA * U đm = = 800 * 22 = 20,99( A) 800 * 0,4 = 1154,7( A) Dựa vào dòng điện định mức ta lựa chọn máy biến dòng loại bảo hòa nhanh có số liệu bảng sau: Tra bảng 8-9 Tra sổ tay tra cứu ta chọn biến dòng có số liệu sau: Bảng – 1: Thống số kỹ thuật máy biến dòng bên sơ cấp MBA Kiểu T φ H- 35M Trang: - 85 - Uđm (KV) Iđm (A) 35 500 Khối lượng(kg) 330 Cấp xác lõi thép Phụ tải thứ cấp 0,5 (Ω) Số cuộn dây thứ cấp Tra bảng 8-9 Tra sổ tay tra cứu ta chọn biến dòng có số liệu sau: Bảng – 1: Thống số kỹ thuật máy biến dòng bên phía thứ cấp MBA Kiểu Uđm (KV) T∏III φ A 10 Iđm (A) Bội số ổn định động 2000 5000 Công suất định mức (VA) 75 Phụ tải thứ cấp (Ω) Số cuộn dây thứ cấp 250 - 10 Định mức dòng thứ cấp BI tiêu chuẩn hóa 5A A Vậy tỷ số biến dòng là: ni1 = 500 = 100 ; ni = 5000 = 5000 Chọn sơ đồ nối dây máy biến dòng : Vì sơ đồ nối dây máy biến áp Y/Y Mặt khác với tính chất điện áp phía cao áp 22 KV khác với cấp điện áp buộc máy biến dòng phải dùng sơ đồ đủ Tức phía sơ cấp nối theo hình phía thứ cấp vậy.Vậy hệ số sơ đồ phía sơ cấp thứ cấp K sd = K sđ = Giá trị dòng điện thứ cấp hai phía máy biến dòng chế độ định mức là: I 2I = I đm1* K sđ 20,99 * = = 0,21( A) ni1 100 I II = I đm 2* K sđ 1154,7 * = = 0,23( A) ni 5000 Sai số chênh lệch dòng điện phía thứ cấp : S 2i = I I − I II 0,21 − 0,23 = = 0,09( A) I 2I 0,21 Xác định dòng điện khơng cân : I kcbMax = ( K a * K cl * S i + S ∆U đc + S 2i ) * I N( 3) Các máy biến dòng bảo hòa nhanh nên K a = , máy biến dòng hai phía khác nên K cl = , sai số máy biến dòng S i = I kcbMax = (1 *1 * 0,1 + 0,1 + 0,09) * 67930 = 19699,7( A) Dòng điện khởi động bảo vệ : I kđ = k tc * I kcbMax = 1,3 * 19699,7 = 25609,6( A) Trang: - 86 - Dòng khởi động rơ le : I kđđRS = I kđ * K sđ = 5,12( A) ni Chọn rơ le với dòng đặt I dR = 5( A) Dòng khởi động thực tế bảo vệ so lệch: I kđđs = I đR * ni = 25000( A) K sd Độ nhạy bảo vê: K nh = 0,87 * 67930 = 2,36 > 2( A) 25000 Vậy bảo vệ chọn đảm bảo độ nhạy cần thiết - Bảo vệ cắt nhanh : Dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh chọn từ điều kiện sau: ( 3) -Lớn dòng ngắn mạch : I cn1 = K tc * I N = 1,3 * 67930 = 88309( A) -Lớn dòng đột biến từ hóa MBA: I cn1 = K đb * I đm MBA = * 1154,7 = 3464,1( A) Với K đb hệ số từ hóa đột biến ,có giá trị vào khoảng 3-5 Vậy dòng khởi động bảo vệ chọn theo điều kiện thứ nhất: I CN = K tc * I N( 3) = 1,3 * 67930 = 88309( A) Dòng khởi động rơ le bảo vệ cắt nhanh xác định theo biểu thức : I kd CN = I đRCN * K sd 88309 *1 = = 17,66( A) ni 5000 Chọn rơ le dòng đặt rơ le: I dR.CN = 18( A) Dòng khởi động thực tế bảo vệ cắt nhanh: Trang: - 87 - I đRCN * ni = 90000( A) K sd I kdCN = Tỷ lệ vùng tác động cắt nhanh: m% = 100 E 100 400 *( − X ht ) = *( − 0) = 44,44% > 30% −3 X BA I kdCN 90000 0,1 *10 Vậy đảm bảo u cầu cần thiết Ngồi ta dựa vào kết bảo vệ cắt nhanh để chọn rơ le dùng làm bảo vệ đối xứng khơng đối xúng bên ngồi (trong vùng bảo vệ đầu MBA ) - Bảo vệ tải : Hệ số tải cho phép MBA 1,4 Dòng khởi động rơ le bảo vệ chống tải: I kd R.qt = K qt * K sd * I đm ni = 1,4 * * 1154,7 = 0,32( A) 5000 Chọn dòng khởi động rơ le I kd R = 0,5(A) với thời gian dui trì tải t = 3s Dòng khởi động thực tế bảo vệ chống tải : I kd qt = - I kdR * ni 0,5 * 5000 = = 2500( A) K sd Bảo vệ ngắn mạch pha: Dòng ngắn mạch pha hạ áp 0,4 (KV) là: I N(1) = 64850( A) Vì ta kiểm tra với phương pháp chọn để xem bảo vệ có bảo vệ ngắn mạch pha không Kiểm tra với phương pháp bảo vệ cắt nhanh: I CN = K tc * I N( 3) = 1,3 * 64850 = 84305( A) Dòng khởi động rơ le bảo vệ cắt nhanh xác định theo biểu thức : I kd CN = Trang: - 88 - I đRCN * K sd 84305 * = = 16,86( A) ni 5000 Chọn rơ le dòng đặt rơ le: I dR.CN = 17( A) Dòng khởi động thực tế bảo vệ cắt nhanh: I kdCN = I đRCN * ni = 85000( A) K sd Tỷ lệ vùng tác động cắt nhanh: m% = 100 E 100 400 *( − X ht ) = *( − 0) = 47,06% > 30% −3 X BA I kdCN 85000 0,1 *10 Vậy đảm bảo yêu cầu cần thiết Kiểm tra với phương pháp bảo vệ bảo vệ so lệch: I kcbMax = (1 *1 * 0,1 + 0,1 + 0,09) * 64850 = 18806,5( A) Dòng điện khởi động bảo vệ : I kđ = k tc * I kcbMax = 1,3 * 18806,5 = 24448,45( A) Dòng khởi động rơ le : I kđđRS = I kđ * K sđ = 4,9( A) ni Chọn rơ le với dòng đặt I dR = 5( A) Dòng khởi động thực tế bảo vệ so lệch: I kđđs = I đR * ni = 25000( A) K sd Độ nhạy bảo vê: K nh = 0,87 * 64850 = 2,26 > 2( A) 25000 Vậy bảo vệ chọn đảm bảo độ nhạy cần thiết Kết luận: Như bảo vệ đa đảm bảo bảo vệ ngắn mạch pha cần xét Dẫn đến ta không cần dùng thêm bảo vệ ngắn mạch pha Trang: Bảo vệ nhiệt độ dầu tăng cao MBA: - 89 - Với loại bảo vệ đơn giản ta cần dùng rơ le phận còi báo hiệu để bảo vê Chon loại trình bày mục lý thuyết TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp đô thị nhà cao tầng NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [2] – Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện NXB Học Kỹ Thuật, 2006 [3] – Ngô Hồng Quang Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV NXB Học Kỹ Thuật, 2000 [4] – Nguyễn Xuân Phú Cung cấp điện NXB Học Kỹ Thuật, 1998 [5] – Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp NXB Học Kỹ Thuật, 2005 Trang: - 90 - KẾT LUẬN Trên toàn nội dung tính tốn sơ phương pháp để áp dụng tính tốn hệ thống cung cấp điện xưởng khí Nhà máy khí Kết phần tính tốn sơ làm sở tính tốn thiết kế chi tiết việc cung cấp điện cho toàn nhà máy Trong thiết kế, việc thống kê phụ tải của phân xưởng khí số Nhà máy khí có phụ tải thiếu chưa đưa vào tính tốn, có phụ tải tính tốn tương lai Nếu đem kết so với mặt hệ thống cung cấp điện phân xưởng nhiều sai khác Do để có kết qủa tính tốn xác thiết kế chi tiết cần phải vào tình hình thực tế thời điểm thiết kế Vì trình độ, khả việc nghiên cứu tài liệu tham khảo nhiều hạn chế Phạm vi đề tài thiết kế rộng bao gồm tồn hệ thống cung cấp điện có phụ tải phức tạp nên tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót Để đề tài đầy đủ, hồn thiện hơn, xác áp dụng vào thực tế em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn ! Trang: - 91 -