Bài tập dài Hệ thống cung cấp điện

Bài tập dài Hệ thống cung cấp điện đại học bách khoa Hà Nội Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vài trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố,….trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cáp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu điện điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm.Điệ năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu một tháng xảy ra mất điện 1,2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ. Chất lượng điện xấu(chủ yếu là điện áp thấp) sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động.Chất lượng điện áp đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt cơ khí,…Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của các đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Với một sinh viên theo học chuyên ngành điện, sẽ phải nắm vững và ứng dụng được các kiến thức đã học vận hành, sửa chữa thiết bị điện khi có sự cố, hoặc thiết kế các hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng khi có yêu cầu.. Hệ Thống Cung Cấp Điện là môn cung cấp các kiến thức hữu ích cho sinh viên trong việc thiết kế cung cấp điện. Bài tập lớn này giúp cho sinh viên bước đầu làm quen, biết và nắm rõ các bước, phương pháp thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Việt Tiến đã hướng dẫn em hoàn thành bài tập lớn môn Hệ Thống Cung Cấp Điện với đề tài là “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen”.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ***VIỆN ĐIỆN*** BÀI TẬP DÀI MÔN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV : Lê Việt Tiến : Hồng Xn Trí : 20164303 Hà Nội,1/2019 MỞ ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hóa – đại hóa nước nhà, cơng nghiệp điện lực giữ vài trò đặc biệt quan trọng, điện nguồn lượng dùng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố,….trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cáp điện để cung cấp điện cho máy móc nhu cầu sinh hoạt người Công nghiệp khách hàng tiêu điện điện lớn Trong tình hình kinh tế thị trường nay, xí nghiệp lớn nhỏ, tổ hợp sản xuất phải tự hạch toán kinh doanh cạnh tranh liệt chất lượng giá sản phẩm.Điệ thực đóng góp phần quan trọng vào lỗ lãi xí nghiệp Nếu tháng xảy điện 1,2 ngày xí nghiệp khơng có lãi, điện lâu xí nghiệp thua lỗ Chất lượng điện xấu(chủ yếu điện áp thấp) làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động.Chất lượng điện áp đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt khí,…Vì thế, đảm bảo độ tin cậy cấp điện nâng cao chất lượng điện mối quan tâm hàng đầu đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp Với sinh viên theo học chuyên ngành điện, phải nắm vững ứng dụng kiến thức học vận hành, sửa chữa thiết bị điện có cố, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy, phân xưởng có yêu cầu Hệ Thống Cung Cấp Điện môn cung cấp kiến thức hữu ích cho sinh viên việc thiết kế cung cấp điện Bài tập lớn giúp cho sinh viên bước đầu làm quen, biết nắm rõ bước, phương pháp thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Việt Tiến hướng dẫn em hoàn thành tập lớn môn Hệ Thống Cung Cấp Điện với đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen” MỤC LỤC Nội dung Trang CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN ĐẶT VẤN ĐỀ • Bảng phụ tải sơ đồ mặt nhà máy luyện kim đen CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN .8 2.1 (knc) Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt (Pđ) hệ số nhu cầu 2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại (kmax) cơng suất trung bình (Ptb) 2.3 Xác định phụ tải tính tốn phụ tải phân bố 10 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN ……………………………………………………………………………… 10 3.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng sửa chữa khí 10 3.1.1 Phân loại phân nhóm phụ tải điện 10 3.1.2 Xác định phụ tải tính tốn nhóm phụ tải………………………… …………….11 3.1.3 Xác định phụ tải tính tốn tồn phân xưởng sữa chữa khí ……………….…15 3.1.4 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng khác nhà máy ………… ….15 3.1.5 Xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy………………… …… …………… 15 3.1.6 Biểu đồ phụ tải phân xưởng nhà máy…………… ……………….……16 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY 18 ĐẶT VẤN ĐỀ 18 VẠCH RA CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 18 2.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy 18 2.2 Các phương án sơ đồ cung cấp điện mạng cao áp nhà máy .18 2.2.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy 18 2.2.2 Chọn phương án trạm biến áp phân xưởng .18 2.2.3 Chọn sơ đồ cấp điện từ trạm trung tâm tới trạm biến áp phân xưởng 19 TÍNH TỐN KINH TẾ - KỸ THUẬT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 22 3.1 Tính tốn máy biến áp………………… ………………………………………….22 3.2 Tính tốn dây dẫy………………………………… ………………………………25 3.2.1 Chọn dây dẫn từ TBATG đến trạm TPPTT……………………………………… 25 3.2.2 Chọn cáp từ TPPTT đến TBAPX…………………………………………… 26 3.3 Tính tốn máy cắt………………………………… ………………………………34 3.3.1 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm…………………………………………………….34 3.3.2 Phương án 1……………………………………………………………………… 35 3.3.3 Phương án 2……………………………………………………………………… 36 3.3.4 Phương án 3……………………………………………………………………… 36 3.3.5 Phương án 4……………………………………………………………………… 37 3.4 Tính tốn chi phí hàng năm………………………………………………… …….37 THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN…………………………… 37 4.1 Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện nhà máy………………………….38 4.2 Tính tốn ngắn mạch……………………………………………………………… 39 4.3 4.4 Kiểm tra thiết bị chọn sơ bộ………………………………………………… 42 Lựa chọn thiết bị phân phối điện khác 44 4.4.1 Tại trạm phân phối trung tâm 44 4.4.2 Tại trạm biến áp phân xưởng 45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .48 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN 1, ĐẶT VẤN ĐỀ Khi thiết kế cung cấp điện cho cơng trình nhiệm vụ xác định phụ tải điện cơng trình ấy.Tùy theo quy mơ cơng trình mà phụ tải điện phải xác định theo phụ tải thực tế phải kể đến khả phát triển cơng trình tương lai năm, 10 năm lâu Ví dụ xác định phụ tải điện cho phân xưởng chủ yếu dựa vào máy móc thực tế đặt phân xưởng đó, xác định phụ tải điện cho xí nghiệp phải tính đến khả phát triển chúng thời gian 5, 10 năm tới Như xác định phụ tải điện giải toàn dự báo phụ tải ngắn hạn dài hạn Dự báo phụ tải ngắn hạn tức xác định phụ tải cơng trình sau cơng trình vào vận hành Phụ tải thường gọi phụ tải tính tốn Người thiết kế cần biết phụ tải tính tốn để chọn thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ, ….để tính tổn thất công suất, điện áp, để chọn thiết bị bù, Như phụ tải tính tốn số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất số lượng máy, chế độ vận hành chúng, quy trình cơng nghệ sản xuất, trình độ vận hành cơng nhân,…Vì xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó khăn quan trọng Bởi phụ tải tính toán xác định nhỏ phụ tải thực tế làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn tới cháy, nổ nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu gây lãng phí Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi) mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác, phụ tải tính tốn cũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ lớn phụ tải thực tế gây Như chọn thiết bị điện theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn mặt phát nóng cho thiết bị trạng thái vận hành Hộ tiêu thụ phận quan trọng hệ thống cung cấp điện Tùy theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu phụ phân thành ba loại: Hộ loại 1: hộ tiêu thụ mà bị ngừng cung cấp điện dẫn đến nguy hiểm tính mạng người, gây thiệt hại lớn kinh tế( hư hỏng máy móc, thiết bị, gây hàng loạt phế phẩm), ảnh hưởng lớn đế trị, quốc phòng,…Ví dụ nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, phòng mổ bệnh viện, hệ thống rada quân sự,…Đối với hộ loại phải cung cấp từ hai nguồn điện độc lập, phải có nguồn dự phòng nóng Hộ loại 2: hộ tiêu thụ mà bị ngừng cung cấp điện gây thiệt hại lớn kinh tế hư hỏng phận máy móc thiết bị, gây phế phẩm, ngưng trệ sản xuất Ví dụ nhà máy khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn,… Cung cấp điện cho hộ loại thường có thêm nguồn dự phòng Vấn đề phải so sánh vốn đầu tư cho nguồn dư phòng hiệu kinh tế đưa lại khơng bị ngừng cung cấp điện Hộ loại 3: hộ tiêu phụ điện lại khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho nhà máy,…Đối với hộ loại cho phép điện thời gian ngắn để sửa chữa, khắc phục số Thông thường hộ loại cung cấp điện từ nguồn • Bảng phụ tải sơ đồ mặt nhà máy luyện kim đen Bảng 1.1: Phụ tải nhà máy luyện kim đen TT Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ Phân xưởng(PX) luyện gang 4000 I PX lò Martin 3500 I PX máy cán phôi 2000 I PX cán nóng 2800 I PX cán nguội 3000 I PX tôn 2500 I PX sửa chữa khí theo tính tốn III Trạm bơm 1000 I Ban Quản lý Phòng thí nghiệm 320 III 10 Chiếu sáng phân xưởng Theo diện tích Hình 1.1: Sơ đồ mặt tồn nhà máy luyện kim đen Hình 1.2: Sơ đồ mặt phân xưởng sửa chữa khí 2, CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1, Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt (Pđ) hệ số nhu cầu (Knc) Thông tin ban đầu biết cơng suất đặt Pđ (kW) diện tích S phân xưởng phòng ban cơng ty Phụ tải tính tốn (PTTT) phân xưởng (PX) xác định theo P đ hệ số nhu cầu Knc Pđl = Knc Pđ = Knc Pcs = P0.S Qđl = Ptt.tan(φ) Qcs = Pcs tan(φcs) Từ ta có PTTT PX là: Nếu hệ số cos φ thiết bị nhóm khác ta tính hệ số cơng suất trung bình: Trong đó: Knc : Hệ số nhu cầu Pđ : Công suất đặt (kW) n : Số phụ tải P0: Suất phụ tải chiếu sáng 1m2 diện tích sản xuất (kW/m2) S: Diện tích sản xuất tức diện tích dùng để đặt máy sản xuất(m2) Pđl,Qđl: Các phụ tải động lực Pcs,Qcs: Các phụ tải chiếu sáng Cuối PTTT xí nghiệp xác định cách lấy tổng phụ tải PX có kể đến việc sử dụng đồng thời thiết bị xí nghiệp Trong đó: Kđt: Hệ số đồng thời, tính đến khả phụ tải phân xưởng không đồng thời cực đại Kđt = 0.9 ÷ 0.95 số phân xưởng n = ÷ Kđt = 0.8 ÷ 0.85 số phân xưởng n = ÷ 10 Với ý nghĩa số PX lớn Kđt nhỏ PTTT theo công thức dùng để thiết kế mạng điện cao áp xí nghiệp  Phương pháp có ưu điểm đơn giản, tính tốn thuận tiện, phương pháp dùng rộng rãi Nhược điểm chủ yếu phương pháp xác Bởi hệ số Knc tra sổ tay số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm máy.Vì chế độ số thiết bị nhóm thay đổi nhiều kết tính phụ tải tính tốn theo hệ số nhu cầu khơng xác 2.2, Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại (K max) cơng suất trung bình (Ptb) Khi cần nâng cao độ xác phụ tải tính tón dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại.Thông tin ban đầu ta biết thường chi tiết, phân nhóm thiết bị máy móc Sau xác định PTTT nhóm máy n máy theo cơng suất trung bình Ptb hệ số cực đại kmax Qtt = Ptt tan(φ) Trong đó: n : Số máy nhóm Ptb : Cơng suất trung bình nhóm phụ tải Pđm : Cơng suất định mức máy (kW) Ksd : Hệ số sử dụng nhóm thiết bị Kmax : Hệ số cực đại nhóm phụ tải = f(nhq,Ksd) nhq : Số thiết bị sử dụng hiệu Nếu hệ số sử dụng thiết bị nhóm khác ta tính hệ số sử dụng trung bình  - Cách xác định nhq Khái niệm: Số thiết bị hiệu nhq số thiết bị giả thiết có cơng suất chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thực tế( gồm thiết bị có chế độl làm việc công suất khác nhau) - Lưu ý tra bảng nhq = + Khi n ≤ 3, nhq < PTTT xác định theo công thức + Khi n>3, nhq < PTTT xác định theo cơng thức Trong đó: kt.i kt.i = 0,9 kt.i = 0,75 : Hệ số tải : Nếu thiết bị làm việc chế độ dài hạn : Nếu thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Cần lưu ý, nhóm có thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, phải quy đổi chế độ làm việc dài hạn trước xác định nhq kđ%: Hệ số đóng điện phần trăm - Cũng cần quy đổi công suất pha thiết bị dùng điện pha pha Thiết bị dùng điện pha (điện áp pha): Pqđ = 3Pđm Thiết bị dùng điện pha (điện áp dây): Pqđ = √3Pđm - Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cũng xác định phần 2.1 Cuối PTTT toàn PX là:  Phương pháp cho kết tương đối xác xác định số thiết bị hiệu nhq xét tới loạt yếu tố quan trọng ảnh hưởng 10 Bảng 3.17: Kết chọn máy cắt cao áp phương án Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTTB2 TPPTTB3 TPPTTB4 TPPTTB6 35 S (kVA) 3058 35 2667 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 50.4 44 F400 25 F400 25 35 1515 25 F400 25 35 4717 77.8 F400 25 35 3059 50.4 F400 25 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt Giá tiền (USD) 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 260 000 3.3.4 Phương án Tính tốn tương tự phương án 1, ta bảng sau: Bảng 3.18: Kết chọn máy cắt cao áp phương án Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTTB2 TPPTTB3 TPPTTB4 TPPTTB5 TPPTTB6 35 S (kVA) 3058 35 2667 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 50.4 44 F400 25 F400 25 35 1858 30.6 F400 25 35 2154 35.5 F400 25 35 2563 42.3 F400 25 35 3059 50.4 F400 25 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt Giá tiền (USD) 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 26.00 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 52 000 312 000 3.3.5 Phương án Tính tốn tương tự phương án 1, ta bảng sau: Bảng 3.19: Kết chọn máy cắt cao áp phương án Nhánh Uđm (kV) TPPTTB1 TPPTT- 35 35 S (kVA) 3058 4182 Số cáp Icb (A) Loại Icắtđm(kA ) 50.4 69 F400 25 F400 25 Giá tiền (USD) 26.00 26.00 Thành tiền (USD) 52 000 52 000 39 B3 TPPTTB4 TPPTTB6 4717 77.8 F400 25 35 3059 50.4 F400 25 Tổng chi phí đầu tư cho máy cắt 35 26.00 26.00 52 000 52 000 208 000 3.4 Tính tốn chi phí hàng năm � = (��ℎ + ���)� +�.∆� Trong đó: avh: Hệ số vận hành TBA đường dây cáp, avh = 0,1 atc: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư a tc = 0,1 0,125 0,2 K: Vốn đầu tư Lấy avh = 0,1; atc = 0,2; C = 1000 đ/kWh  Tổng kết lại chi phí ta có bảng sau: P/Á n MBA (triệu đồng) Đường Dây (triệu đồng) Máy Cắt (triệu đồng) Tổn Hao MBA (triệu đồng) 3455.7 613.037 7436 513.5 Tổn Hao Đường Dây (triệu đồng) 36.83 3455.7 504.460 5720 513.5 38.51 2993.6 764.584 6864 500.3 215.72 2993.6 746.900 4576 500.3 218.22 Tổng Vốn Đầu Tư (triệu đồng) Tổng Tổn Hao (triệu đồng) Tổng Chi Phí (triệu đồng) 11504 74 9680.1 10622 18 8316.5 550.33 4001.7 52 3456.0 58 3902.6 74 3213.4 552.01 716.02 718.52  Qua bảng tổng kết phương án phương án có tổng chi phí nhỏ phương án phương án phương án có tổng chi phí nhỏ tổn hao lại lớn có đoạn dây phức tạp phương án nên định chọn phương án làm phương án thiết kế 4, THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN Phương án chọn: 40 4.1, Chọn thiết diện dây dẫn nối từ hệ thống điện nhà máy Đường dây cung cấp từ TBATG trạm TPPTT nhà máy dài km sử dụng ĐDK, dây nhơm lõi thép, lộ kép Ta có Tmax nhà máy luyện kim 3750h, với giá trị Tmax, dây dẫn AC ta tra Jkt=1,1 A/mm2 ( Tra Bảng trang 294 – Sách Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng) Cơng thức tính để chọn tiết diện dây dẫn: Trong đó: Ftt: Tiết diện dây tính tốn Itt: Dòng điện tính tốn lớn qua dây dẫn Jkt: Mật độ dòng kinh tế Cơng thức tính dòng điện làm việc cực đại qua sợi cáp: Trong đó: n: Số lơ cáp Dựa vào trị số Fkt tính được, tra bảng ta lựa chọn tiết diện cáp tiêu chuẩn gần Kiểm tra tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng lâu dài cho phép (Icp) �1 �2 ��� ≥ ��� Trong đó: k1: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ k2: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đên số lượng dây cáp đặt chung rãnh Đối với sợi cáp khoảng cách sợi 100 mm, k2=0,9 Isc: Dòng điện qua dây cáp cố dứt dây Isc=2.Itt.max 41 Khi đứt dây, dây lại chuyển tải tồn cơng suất nên: => Tra bảng PL 4.12 dây dẫn AC – 95 có Icp = 335A, thỏa mãn điều kiện => Chọn dây AC-95 để dẫn điện từ TBATG nhà máy Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: Với dây dẫn AC – 95 có khoảng cách trung bình hình học D = 1,26 m, tra bảng PL4.6 �0 = 0.33 , �0 = 0.36 Vậy dây dẫn AC-95 thỏa mãn u cầu 4.2.Tính tốn ngắn mạch Mục đích tính ngắn mạch để kiểm tra thiết bị sơ chọn (MBA, cáp trung áp, máy cắt trung áp) chế độ cố ngắn mạch lựa chọn tất thiết bị phân phối điện khác (BU, BI, chống sét van, cầu chì, cầu dao phía cao áp aptomat phía hạ áp TBAPX) Các điểm cần tính ngắn mạch TPPTT để kiểm tra máy cắt, góp tính điểm ngắn mạch phía cao áp hạ áp TBAPX a) Tính dòng ngắn mạch góp TPPTT(N1) TBAPX phía cao áp (N2-i) - Tính điện kháng hệ thống XH: ,Ω Trong đó: Utb = 1,05.Uđm : điện áp trung bình sử dụng tính tốn ngắn mạch, kV 42 SN : cơng suất cắt ngắn mạch máy cắt đầu nguồn, MVA Vì cấp điện áp 35kV nên tính tốn hệ có tên - Tính dòng điện ngắn mạch phía trung, cao áp: I∞ = , kA Trong đó: ZΣ - Nhánh ĐDK TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 B4-B5 TPPTT-B6 B6-B8 B5-B7 B4-B9 : tổng trở tính từ hệ thống tới điểm ngắn mạch, Ω Tính trị số dòng điện ngắn mạch xung kích: Bảng F (mm2) AC-95 3x25 3x25 3x25 3x25 3x25 3x25 3x25 3x240 3x300 Số mạch 2 2 2 2 1 4.1: Thông số ĐDK cáp Độ dài r0, x0, R (m) (Ω/km) (Ω/km) (Ω) 2x8000 0.33 0.36 1.32 2x167 0.927 0.15 0.077 2x180 0.927 0.15 0.083 2x126 0.927 0.15 0.058 2x189 0.927 0.15 0.088 2x117 0.927 0.15 0.054 2x126 0.927 0.15 0.058 140 0.927 0.15 0.13 81 0.0754 0.073 0.006 238.5 0.0601 0.0717 0.014 X (Ω) 1.44 0.013 0.014 0.01 0.014 0.009 0.01 0.021 0.006 0.017 - Tính dòng ngắn mạch điểm N góp TPPTT: Ω X = XĐDK + XH = 1.44 + 5.4 =6.84 Ω R = RĐDK = 1.32 Ω I∞ = = 2.9 kVA = 7.38 kA - Tính dòng ngắn mạch điểm N2-i trạm B1 � = �ĐDK + �H + �Cáp B1 = 1.44 + 5.4 + 0.013 = 6.853 Ω � = �ĐDK + �Cáp = 1.32+0.077= 1.397 Ω I∞ = = 2.89kA = 7.36 kA - Tính dòng ngắn mạch điểm N2-i TBAPX khác tương tự Ta có kết quả: 43 Bảng 4.2: Kết tính tốn dòng điện ngắn mạch phía cao áp nhà máy X R ��� �� Điểm tính N (Ω) (Ω) (��) (��) Thanh góp 6.84 1.32 2.900 7.38 TPPTT Thanh trạm 6.85 1.39 2.890 7.36 B1 Thanh trạm 6.85 1.40 2.888 7.35 B2 Thanh trạm 6.85 1.37 2.892 7.36 B3 Thanh trạm 6.85 1.40 2.888 7.35 B4 Thanh trạm 6.86 1.46 2.880 7.33 B5 Thanh trạm 6.85 1.37 2.892 7.36 B6 Thanh trạm 6.87 1.50 2.872 7.31 B8 b) Tính dòng ngắn mạch phía hạ áp TBAPX -Tính điện trở điện kháng MBA Bảng 4.3: Điện trở điện kháng MBAPX(Cao áp) SđmB ∆�� �� � � Số TBAPX kVA lượng (kW) (%) (Ω) (Ω) 22.0 B1 2500 2.156 14.7 20.0 B2 2000 3.063 18.375 B3 1250 14.0 5.488 29.4 B4 1800 18.0 3.403 20.417 B5 2000 20.0 3.063 18.375 16.0 B6 1600 3.828 22.969 B8 1250 14.0 10.976 29.4 Điện trở điện kháng phần tử cấp 35 kV quy đổi cấp 0,4 kV Bảng 4.4: Các thông số quy đổi điện trở cáp, hệ thống , MBA ĐDK 35 kV 0,4 kV R(Ω) X (Ω) R(mΩ) X(mΩ) 0.705 HT 5.4 0.172 0.188 ĐDK 1.32 1.44 0.282 1.92 TBAPX B1 2.156 14.7 0.4 2.4 TBAPX B2 3.063 18.375 44 TBAPX B3 TBAPX B4 TBAPX B5 TBAPX B6 TBAPX B8 TPPTT-B1 TPPTT-B2 TPPTT-B3 TPPTT-B4 B4-B5 TPPTT-B6 B6-B8 B5-B7 B4-B9 5.488 3.403 3.063 3.828 10.976 0.077 0.083 0.058 0.088 0.054 0.058 0.13 - 29.4 20.417 18.375 22.969 29.4 0.013 0.014 0.01 0.014 0.009 0.01 0.021 - 0.717 0.444 0.4 0.5 1.434 0.01 0.01 0.008 0.011 0.007 0.008 0.017 3.84 2.667 2.4 3.0 3.84 0.002 0.002 0.001 0.002 0.001 0.001 0.003 14 17 - Tính dòng điện ngắn mạch phân xưởng 1: 0.705+0.188 + 1.92+0.002= 2.815 mΩ 0.172 + 0.282 + 0.01 = 0.464 mΩ 80.95 kA 148.82 kA • Tính dòng điện ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng khác tương tự ta có: Bảng 4.5: Kết tính tốn dòng điện ngắn mạch phía hạ áp phân xưởng X R ��� �� Điểm tính N (mΩ) (mΩ) (��) (��) 2.815 0.464 148.8 80.95 Phân xưởng 3.295 0.582 126.8 69.02 Phân xưởng 4.734 0.897 47.93 88.12 Phân xưởng 3.565 0.627 117.2 63.8 Phân xưởng 3.296 0.59 68.97 126.8 Phân xưởng 3.894 0.68 58.42 107.4 Phân xưởng 9.296 6.59 20.27 37.27 Phân xưởng 4.737 1.631 46.1 84.75 Phân xưởng 20.56 14.62 9.16 16.84 Phân xưởng 4.3.Kiểm tra thiết bị điện chọn sơ a) Kiểm tra cáp trung áp - Kiểm tra cáp trung áp theo điều kiện ổn định nhiệt 45 - Với cáp cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn Tiết diện ổn định nhiệt cáp: Vậy chọn cáp 25 mm2 cho tuyến hợp lí b) Kiểm tra máy cắt - Kiểm tra máy cắt dựa vào: Thông số mắy cắt đặt trạm phân phối trung tâm Loại Uđm (kV) MC hợp Loạ i 1250 Icắtđm(kA) Iôđn/tôđn(kA/ Iơđđ(kA s) ) F40 25 25/1 40 có dòng ngắn mạch lớn I∞ =2.9kA dòng ngắn mạch xung kích lớn tương ứng Ixk = 7.38kA Thơng số máy cắt có Ic, Iodn Iodd lớn nhiều nên máy cắt chọn phù hợp Ta 36 Iđm (A) c) Kiểm tra TBAPX Các TBAPX đặt MBA sản xuất công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo theo đơn đặt hàng Vì TBAPX đặt khơng xa TPPTT, nên phía cao áp cần đặt dao cách li cầu chì, dao, cách li dùng để cách ly MBA sửa chữa, cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch tải cho MBA Phía hạ áp đặt aptomat tổng aptomat nhánh 46 Hình 4.1: Sơ đồ đấu nối TBAPX B8; đặt MBA Hình 4.2: Sơ đồ đấu nối TBAPX B1, B2, B3, B4; B5; B6 đặt MB 4.4, Lựa chọn thiết bị phân phối điện khác 4.4.1, Tại trạm phân phối trung tâm a) Biến dòng điện (BI): - Điều kiện chọn BI: - Uđm.m = 35kV; Icb = 225.2A ; I∞ =2.9kA Ixk = 7.38kA  chọn máy biến dòng SIEMENS chế tạo: Bảng 4.6: Thông số kĩ thuật BI Loại Uđm U chịu đựng U chịu đựng I1đm I2đm Iôđn 1s Iôđđ (kV tần số công xung 1,2/50 (A) (A) (kA) (kA) nghiệp 1’ �, (kV) 47 4MA76 ) ( kV) 36 70 170 20- 2000 80 120 Kiểm tra lại biến dòng điện: - Uđm = 36kV > 35kV => Thỏa mãn - 1.2*I1đm =1.2*2000 = 2400A>225.2A => Thoả mãn - = 802*1 = 6400kA > 2.92*0.5=4.205 => Thỏa mãn - Iôdd = 120kA > 7.38kA => Thỏa mãn b) Biến điện áp (BU) - Điều kiện chọn BU: Ta có: Uđm.m = 35kV  chọn máy biến áp SIEMENS chế tạo: Bảng 4.7: Thông số kĩ thuật BU Uđm Loại (kV ) 4MR56 36 U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2/50 � (kV) U1đm U2đm (kV) (V) 170 Tải định mức (VA) 800 c) Chống sét van - Chống sét van thiết bị điện trở phi tuyến có nhiệm vụ chống sét truyền từ ĐDK vào trạm phân phối trạm biến áp - Điều kiện chọn CSV: - Chọn loại chống sét van Cooper Mỹ chế tạo có Uđm = 35kV 4.4.2, Tại trạm biến áp phân xưởng 48 a) Cầu chì cao áp - Điều kiện chọn cầu chì cao áp: Với Imax = - Kết hợp số liệu , ta chọn cầu chì cao áp Trung Quốc chế tạo: Bảng 4.8: Thông số kĩ thuật cầu chì cao áp TBAPX TBAP X B1 B2 Imax A IN kA 50.4 44 2.89 2.88 2.89 2.88 2.88 2.89 2.87 25 B3 41.2 B4 42.2 31.5 19.0 B5 B6 B8 Loại Uđm kV Iđm A FCO35-65A 35 65 FCO35-50A 35 50 FCO35-35A 35 35 FCO35-50A 35 50 FCO35-50A 35 50 FCO35-35A 35 35 FCO35-25A 35 25 Icắt N kA 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 Icắt N A Tổn hao W 530 140 408 115 250 81 408 115 408 115 250 81 127 57 Kiểm tra lại cầu chì cao áp cho TBAPX(B1) : - Uđm = 35kV = 35kV => Thỏa mãn - Iđm =65A>50.44A => Thoả mãn - Icắt = 31.5kA>2.89kA => Thỏa mãn b) Dao cách li cao áp - Điều kiện chọn DCL cao áp: - Tra bảng PL2.16 chọn dao cách li phụ tải ngồi trởi Liên Xơ chế tạo Bảng 4.9: Thơng số kĩ thuật dao cách li phụ tải TBAPX TBAPX Imax A IN kA Ixk kA Loại Uđm kV Iđm A Iôđn(10 s) kA Iôđđ kA 49 50.4 44 B1 B2 25 B3 41.2 B4 42.2 31.5 19.0 B5 B6 B8 2.89 2.88 2.89 2.88 2.88 2.89 2.87 7.36 7.35 7.36 7.35 7.33 7.36 7.31 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 POH-35/2000 35 2000 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 29 47-120 Kiểm tra lại dao cách li cao áp cho TBAPX(B1) : - Uđm = 35kV = 35kV => Thỏa mãn - I1đm =2000 >50.44A => Thoả mãn - = 292*10 = 8410kA > 2.892*0.5=4.176 => Thỏa mãn - Iôdd = 47kA > 7.36kA => Thỏa mãn c) Aptomat tổng phía hạ áp TBAPX - Điều kiện chọn Aptomat tổng aptomat phân đoạn phía hạ áp TBAPX - Với trạm MBA đặt tủ: tủ aptomat tổng tủ aptomat nhánh - Với trạm MBA đặt tủ: tủ aptomat tổng; tủ aptomat phân đoạn tủ aptomat nhánh - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B1 là: - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B2 là: - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B3 là: - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B4 là: - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B5 là: - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B6 là: 50 - Dòng điện lớn qua aptomat tổng TBAPX B8 là: - Số liệu kết hợp bảng PL3.4, ta chọn dùng aptomat hạ áp hãng Merlin Gerin Bảng 4.10: Aptomat tổng đặt TBAPX (Merlin Gerin) IN Số TBAPX Imax Loại Uđm, V Iđm, A Icắt N, kA lượng 80.9 3608.44 B1 M50 690 5000 85 69.0 2886.75 B2 M32 690 3200 75 47.9 1804.22 B3 M20 690 2000 55 2598.04 B4 63.8 M32 690 3200 75 68.9 2886.75 B5 M32 690 3200 75 58.4 2309.4 B6 M32 690 3200 75 46.1 1804.2 B8 M20 690 2000 55 d) Sơ đồ mạng cao áp tồn nhà máy 51 Hình 4.3 Sơ đồ ngun lý mạng cao áp tồn nhà máy Hình 4.4 Sơ đồ tủ phân phối trạm phân phối trung tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Mạnh Hoạch 52 Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng Nhà xuất Khoa học Kỹ thuât, 2007 2) Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện Nhà xuất Khoa học Kỹ thuât, 2006 3) Ngô Hồng Quang Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp Khoa đại học chức xuất bản, 1991 53 ... PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.1, Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho mạng cao áp nhà máy Cấp điện áp vận hành nguồn điện mạng cao áp nhà máy cấp điện áp lười điện nơi liên kết hệ thống cung cấp điện nhà... đồ cung cấp điện mạng cao áp nhà máy 2.2.1,Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy Từ nguồn ( tức từ TBATG hệ thống điện) cấp điện đến nhà máy theo cách dẫn điện đường dây từ TBATG hệ thống. .. Hệ Thống Cung Cấp Điện môn cung cấp kiến thức hữu ích cho sinh viên việc thiết kế cung cấp điện Bài tập lớn giúp cho sinh viên bước đầu làm quen, biết nắm rõ bước, phương pháp thiết kế cung cấp