Đồ án môn học cung cấp điện Nguyễn Phúc huy

Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN (1B) “Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp” I, Dữ kiện Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm phân xưởng với kiện cho bảng Công suất ngắn mạch điểm đầu Sk (MVA), khoảng từ điểm đấu điện đến nhà máy L (m) Cấp điện áp truyền tải 22kV từ hướng đông tới Thời gian sử dụng công suất cực đại TM (h) Phụ tải loại I, loại II chiếm kI&II=78% Giá thành tổn thất điện cΔ=1800 (đ/kWh) Suất thiệt hại điện gth=10000 (đ/kWh) Hệ số thu hổi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc=0,125 Hao tổn điện áp cho phép mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) ΔUcp=5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp Sk (MVA) kI&II (%) TM (h) L (m) Hướng tới nguồn 500 78 4400 1500 Đông Ký hiệu sơ đồ mặt 10 11 12 13 14 15 Tên phân xưởng phụ tải Phân xưởng điện phân Phân xưởng Rơn gen Phân xưởng đúc Phân xưởng xít nhơm Khí nén Máy bơm Phân xưởng đúc Phân xưởng khí - rèn Phân xưởng khí - rèn Lò Kho nhiên liệu Kho vật liệu vôi Clorur ( bột tầy trắng) Xưởng lượng Nhà điều hành, nhà ăn Garage Ơ tơ Tổng công xuất đặt kW 1187.5 700 500 370 250 300 680 550 550 650 10 20 350 150 25 Hệ số nhu cầu knc 0.47 0.40 0.55 0.44 0.54 0.52 0.55 0.43 0.43 0.55 0.57 0.62 0.43 0.44 0.50 Hệ số công suất cosϕ 0.64 0.55 0.70 0.64 0.53 0.62 0.70 0.56 0.56 0.70 0.80 0.67 0.72 0.87 0.82 Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 Sơ đồ mặt phân xưởng 13 10 11 12 13 14 Tỉ lệ 1/1000 II, Nhiệm vụ thiết kế 1, Xác định phụ tải tính tốn tồn xí nghiệp 2, Lựa chọn sơ đồ nối điện thệ thống cung cấp điện 3, Tính tốn lựa chọn kiểm tra phần tử sơ đồ 4, Tính tốn bù cơng suất phản kháng nâng cao cosφ 5, Hạch tốn cơng trình III, Các bảng biểu, vẽ 1, Các phương án mạng điện, biểu đồ phụ tải 2, Sơ đồ nguyên lý mặt chiếu sáng phân xưởng (Nếu có) 3, Sơ đồ nguyên lý mặt mạng điện lựa chọn 4, Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt nối đất trạm biến áp 5, Bảng tổng hợp vật tư thiết bị số liệu tính tốn Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 LỜI MỞ ĐẦU Như biết, kinh tế nước ta đạt nhiều thành tựu to lớn phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề để bước vào thời kì mới, thời kì cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước mà ngành điện ln đóng vai trò chủ đạo Cũng vai trò vơ quan trọng ngành điện, mà người kỹ sư hệ thóng điện phải có vốn kiến thức vững ngành để tạo nên hệ thống chất lượng, thỏa mãn yêu cầu kinh tế kỹ thuật đưa vào vận hành thực tế Các tiêu đặt tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là: - Đảm bảo tiêu kỹ thuật - Độ tin cậy cung cấp điện cao - Vốn đầu tư thấp Các u cầu ln mang tính chất đối lập nhau, câu hỏi ln đặt làm để hệ thống tối ưu Câu hỏi có mơn học cung cấp điện Với vốn kiến thức nhỏ bé với giúp đỡ tận tình thầy giáo mơn, em nghiên cứu thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện mạng tính chất thực tế cao từ hồn thành xong đồ án cung cấp điện Do kiến thức nắm bắt ngành kiến thức thực tế có hạn nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu xót, em mong nhận góp ý thầy để em có đồ án hồn chỉnh để đưa vào thực tiễn làm tài liệu hữu ích phục vụ cho cơng việc em sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Nhà máy, xí nghiệp sản xuất nhiều lại sản phẩm trình hoạt động Những sản phẩm ln ln đòi hỏi tính cạnh tranh cao đặc biệt giá thành Trong giá thành sản phẩn, chi phí tiêu thụ điện nặng thời gian thu hồi vốn đầu tư đóng góp phần đáng kể giá thành sản phẩm Chính lý việc tính tốn thiết kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt ý đến vốn đầu tư cơng trình vấn đề tiết kiệm lượng tránh lãng phí với thiết bị không cần thiết Quan trọng việc xác định tâm phụ tải xác để có phương án tối ưu Ngoài phải tính đền khả phát triển phụ tải nhà máy xí nghiệp tương lai Để làm nhiệm vụ bước cần làm xác định phụ tải tính tốn cho tồn nhà máy 1.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng  Cơng thức xác định phụ tải nhóm chiếu sáng, lấy P0cs = 15 W/m2 = 0,015 kW/m2 Pcs = P0 x D ( kW) (1.1)  Công thứ xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu công suất đặt thể sau Pdl = Knc x Pd (kW) Qdl = Pdl x tanφ (kVAr)  Phụ tải tính tốn cho tồn phân xưởng Pttpx = Pdl + Pcs Qttpx = Qdl + Qcs  Hệ số cơng suất trung bình tồn phân xưởng: ∑ Pttpxi cos ϕ pxi cos ϕtbxn = ∑ Pttpxi (1.2) (1.3) (1.4) (1.5) (1.6)  Phụ tải tính tốn tồn xí nghiệp xác định theo hệ số đồng thời ( K = 0.85) Pttxnđt= k N ∑P ttpxi (1.7)  Xét thêm tổn thất mạng điện (10%) khả phát triển phụ tải 10 năm (10%), ta có số liệu tính tốn phụ tải toàn phân xưởng là: PttxnΣ = 1, 2.Pttxn (1.8) Đồ án môn học Cung cấp điện SttxnΣ = Phạm Hưng – D9H3 PttxnΣ cos ϕtbxn (1.9) 2 QttxnΣ = Sttxn Σ − PttxnΣ (1.10) Trong đó: - Pttpx: Cơng xuất tác dụng tính tốn cho phân xưởng (kW) - Knc: Hệ số nhu cầu - Pd : Cơng suất đặt (kW) - D: Diện tích phân xưởng (m2); D= a x b (m2) Hình vẽ kích thước phân xưởng nhà máy thực tế 7.1 1.9 1.3 0.9 2.7 4.1 1.1 1.1 1.9 1.9 1.1 2.7 0.9 0.8 0.8 13 10 11 12 15 14 2.2 1.1 1.1 0.9 Tỉ lệ 1/1000 – Đơn vị : cm Hình 1.1: Kích thước phân xưởng nhà máy thức tế  Thực tính tốn cho phân xương phận sau 1.1.1 Phân xưởng phân điện - Diện tích phân xưởng điện D1 = 71 x 27 = 1917 (m2) Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 - Phụ tải chiếu sáng Pcs1 = P0 x D1 = 0,015 x 1917 = 28,755 (kW) - Phụ tải động lực Pdl1 = Knc1 x Pd1 = 1187,5 x 0,47 = 562,454 (kW) Qdl1 = Pdl1 x tanφ1 = 562,454 x 1,2 = 674,767 (kVAr) - Phụ tải tính tốn cho toàn phân xưởng Pttpx1 = Pcs1 + Pdl1 = 28,755 + 558,125 = 586,88 (kW) Tính tốn tương tự cho phân xưởng lại ta có Tên phân xưởng phụ tải Tổng công xuất đặt kW Phân xưởng điện phân 1187 Phân xưởng Rơn gen 700 Phân xưởng đúc 500 Phân xưởng xít nhơm 370 Khí nén 250 Máy bơm 300 Phân xưởng đúc 680 Phân xưởng khí - rèn 550 Phân xưởng khí - rèn 550 Lò 650 Kho nhiên liệu 10 Kho vật liệu vôi Clorur ( bột tầy trắng) 20 Xưởng lượng 350 Nhà điều hành, nhà ăn 150 Garage Ơ tơ 25 Tổng Hệ Hệ số số côn nhu g cầu suất knc cos ϕ 0.4 0.6 0.4 0.5 0.5 0.7 0.4 0.6 4 0.5 0.5 0.5 0.6 2 0.5 0.7 0.4 0.5 0.4 0.5 0.5 0.7 0.5 0.8 0.6 0.6 0.4 0.7 0.4 0.8 0.5 0.8 Tan ϕ a(m b(m ) ) D(m 2) Pdl Qdl Pcs Pttpx 28.75 3.630 591.20 287.69 280.26 166.44 136.48 157.48 385.68 238.06 238.06 361.13 1.20 71 27 1917 562.454 1.52 27 19 513 280 1.02 27 13 351 275 1.20 27 243 162.8 1.60 11 99 135 1.27 11 99 156 1.02 41 19 779 374 1.48 13 104 236.5 1.48 13 104 236.5 1.02 22 11 242 357.5 674.76 425.17 280.55 195.45 215.99 197.41 381.55 349.89 349.89 364.72 0.75 11 99 5.7 4.275 1.485 7.185 1.11 11 99 12.4 1.485 0.96 19 10 190 150.5 13.739 145.06 2.850 13.885 153.35 0.57 30 270 66 37.404 4.050 70.050 0.70 20 180 12.5 3022.85 8.725 2.700 15.200 3102.1 7.695 5.265 3.645 1.485 1.485 11.68 1.560 1.560 Stt 897.128 513.363 396.560 256.723 255.507 252.536 542.529 423.197 423.197 513.261 8.36061 19.5335 211.089 79.4106 17.5261 4809.92 Bảng 1.1 : Phụ tải tính tốn cho phân xưởng HT XH ZD ZC N4 R = Rd + Rc4 = 0,3225 + 0,026 = 0,348 (Ω) X = Xd + Xht +Xc4 = 0,3075 + 1,067 + 0,006 = 1,381 (Ω) • Dòng điện ngắn mạch • Dòng điện ngắn mạch xung kích - Tính tốn ngắn mạch trạm biến áp B5 Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch sau HT XH ZD ZC N5 R = Rd + Rc5 = 0,3225 + 0,018 = 0,34 (Ω) X = Xd + Xht +Xc5 = 0,3075 + 1,067 + 0,004 = 1,379 (Ω) • Dòng điện ngắn mạch • Dòng điện ngắn mạch xung kích - Tính tốn ngắn mạch trạm biến áp B6 Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch sau HT XH ZD ZC N6 R = Rd + Rc6 = 0,3225 + 0,01 = 0,332 (Ω) X = Xd + Xht +Xc6 = 0,3075 + 1,067 + 0,002 = 1,377 (Ω) • Dòng điện ngắn mạch • Dòng điện ngắn mạch xung kích - Tính toán ngắn mạch trạm biến áp B7 Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch sau HT XH ZD ZC N7 R = Rd + Rc7 = 0,3225 + 0,004 = 0,326 (Ω) X = Xd + Xht +Xc7 = 0,3075 + 1,067 + 0,001 = 1,376 (Ω) • Dòng điện ngắn mạch • Dòng điện ngắn mạch xung kích - Tính tốn ngắn mạch trạm biến áp B8 Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch sau HT XH ZD ZC N8 R = Rd + Rc8 = 0,3225 + 0,032 = 0,354 (Ω) X = Xd + Xht +Xc8 = 0,3075 + 1,067 + 0,008 = 1,383(Ω) • Dòng điện ngắn mạch • Dòng điện ngắn mạch xung kích Như tính tốn ngắn mạch, sau bảng tổng hợp Điểm ngắn mạch N N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 R X IN 0.323 1.375 9.445 0.340 1.379 9.388 0.332 1.377 9.414 0.327 1.376 9.431 0.348 1.381 9.364 0.340 1.379 9.389 0.332 1.377 9.415 0.326 1.376 9.434 0.354 1.383 9.344 Bảng 3.2: Tính tốn ngắn mạch ixk 24.043 23.899 23.963 24.008 23.837 23.901 23.967 24.014 23.786 3.3 Lựa chọn kiểm tra thiết bị Trong điều kiện vận hành khí cụ điện, sứ cách điện chế độ dẫn điện khác làm việc ba chế độ: - Chế độ làm việc lâu dài - Chế độ tải - Chế độ ngắn mạch Lựa chọn thiết bị điện việc làm thường nhật quan trọng kỹ sư điện trình quy hoạch, thiết kế, cải tạo hệ thống điện Lựa chọn thiết bị điện không gây hậu nghiêm trọng Chọn nhỏ làm tăng lượng tổn thất, gây tải, làm giảm tuổi thọ, dẫn đến cháy nổ hư hỏng công trình, làm tan rã hệ thống điện Chọn lớn gây lãng phí nguyên vật liệu, tăng vốn đầu tư Nếu tất thiết bị điện lựa chọn tạo cho hệ thống điện trở thành cấu đồng bộ, hoàn chỉnh, đảm bảo tiêu kinh tế – kỹ thuật, an toàn 3.3.1 Lựa chọn góp phân phối theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép Thanh góp hay gọi thanh dẫn Được dùng tủ động lực, tủ phân phối hạ áp, tủ máy cắt, trạm phân phối nhà trời Với tủ cao, trung , hạ áp trạm phân phối nhà thường dùng góp cứng, trạm ngồi trời dùng góp mềm Thanh góp nơi nhận điện từ nguồn cung cấp đến phân phối điện cho phụ tải tiêu thụ Thanh góp phần tử thiết bị phân phối Tiêu chuẩn tính tốn dựa sở: - Nhiệt độ phát nóng cho phép đồng 900C - Nhiệt độ môi trường 400C - Các cách >=6.3mm (áp dụng cho trường hợp 2, cái) Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: Icp ≥ 6942,527 (A) Chọn loại dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước (150 x 10) mm 2, pha ghép Theo tiêu chuẩn IEC 60439-1 độ dẫn điện theo diện tích chu vi bề mặt Đối với 150x10mm + Chu vi (P) = (150+10)x2 = 320mm + Diện tích (A) = 150 x 10 = 1500mm2 Theo công thức I = 7.73 x A0,5 x P0.39 = 7.73x15000.5 x 3200.39 = 2837A Vậy Cu 150x10mm đứng độc lập dẫn dòng điện 2837A ghép nhiều pha với khoảng cách ≥ 6.3mm phải tính đến hệ số phát nhiệt thanh, cụ thể là: Hệ số cho ghép với ước tính: 2,55 Vậy ghép 150x10 dẫn dòng điện là: Icp = 2837 x 2,55 = 7234,25A 3.3.2 Lựa chọn kiểm tra máy cắt - Dòng điện lâu dài định mức : - Dòng điện cắt định mức: - Dòng ổn định động: - Dòng ổn định nhiệt: Chọn máy cắt hợp 22kV: Máy cắt nối vào 22kV chọn loại 8DC11, cách điện SF6 SIMENS chế tạo, thông số: Loại tủ 8DC11 Uđm (kV) 24 Iđm (A) 1250 Icắt , 1-3s (kA) 25 Icắt max (kA) 63 Bảng 3.3: Bảng thông số máy cắt Thanh góp có dòng ổn định động iđm.d = 63 (kA), máy cắt có dòng điện cắt Ic = 25 (kA) lớn nhiều so với dòng ngắn mạch cực đại IN = 9,445 (kA) dòng xung kích ixk=24,043 (kA) góp TPPTT Vậy máy cắt góp đạt yêu cầu kỹ thuật nêu 3.3.3 Lựa chọn kiểm tra dao cách ly Dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu cách ly phần mang điện không mang điện, tạo khoảng cách an tồn trơng thấy, phục vụ cho cơng tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện Dao cách ly cắt đóng khơng tải máy biến áp công suất máy không lớn Cầu dao chế tạo cấp điện áp Ta dùng chung loại dao cách ly cho tất trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, lắp đặt thay Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức: - Dòng điện định mức: - Dòng điện ổn định động cho phép: Chọn loại DC-2 hãng EME chế tạo với thông số sau: - Điện áp định mức: 24 kV - Dòng điện định mức: 630A - Khả chịu ngắn mạch: 25kA - Tiêu chuẩn áp dụng IEC-129 3.3.4 Lựa chọn kiểm tra cầu chì Cầu chì thiết bị có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện có dòng điện lớn trị số cho phép qua Vì chức cầu chì bảo vệ qua tải ngắn mạch Trong lưới điện áp cao( >1000 V) cầu chì thường dùng vị trí sau: Bảo vệ máy biến áp đo lường cấp điện áp.Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ đường dây trung áp.Đặt phía cao áp trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp.Cầu chì chế tạo nhiều kiểu, nhiều cấp điện áp khác nhau, cấp điện áp trung áp cao thường sử dụng loại cầu chì ống.Cầu chì chọn theo điều kiện sau: - Điện áp dịnh mức: - Dòng điện định mức: - Dòng điện cắt định mức: Icb : dòng điện cưỡng xác định phụ thuộc vào số lượng máy biến áp Nếu trạm máy thì: Nếu trạm hai máy thì: Do giá thành cầu chì khơng đắt nên ta chọn cầu chì cao áp loại dựa điều kiện chọn cầu dao với dòng cưỡng lớn kiểm tra lại theo điều kiện hóa học.Ta có: - Với trạm biến áp B2, B4, B5 B8 có SđmMBA = 320 (kVA) Như sử dụng EME - 1607 LBFCO công ty cổ phần điện Hà Nội Uđm (kV) Iđm (A) IcắtN (kA) 24 100 12 Bảng 3.4: Thông số cầu chì trạm biến áp B2, B4, B5, B8 - Với trạm biến áp B1, B7 có SđmMBA = 560 (kVA) Như sử dụng EME - 1607 LBFCO công ty cổ phần điện Hà Nội Uđm (kV) Iđm (A) IcắtN (kA) 24 100 12 Bảng 3.5: Thơng số cầu chì trạm biến áp B1, B7 - Với trạm biến áp B3 có SđmMBA = 400 (kVA) Như sử dụng EME - 1607 LBFCO công ty cổ phần điện Hà Nội Uđm (kV) Iđm (A) IcắtN (kA) 24 100 12 Bảng 3.6: Thơng số cầu chì trạm biến áp B3 - Với trạm biến áp B6 có SđmMBA = 180 (kVA) Như sử dụng EME - 1607 LBFCO công ty cổ phần điện Hà Nội Uđm (kV) Iđm (A) IcắtN (kA) 24 100 12 3.3.5 Lựa chọn kiểm tra Aptomat Cấp điện áp lựa chọn aptomat cấp điện áp 0,4kV: Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức bảo vệ tải ngắn mạch Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn, tin cậy, an tồn, đóng cắt đồng thời ba pha khả tự động hoá cao, nên Aptomat dù đắt tiền ngày sử dụng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp lưới điện chiếu sáng sinh hoạt Aptomat tổng, Aptomat phân đoạn Aptomat nhánh chọn dùng Aptomat hãng SCHNEIDER chế tạo Aptomat chọn theo điều kiện sau: Đối với Aptomat tổng Aptomat phân đoạn : - Điện áp định mức: - Dòng điện định mức: Với - Với trạm biến áp B2, B4, B5 B8 có SđmMBA = 320 (kVA) - Với trạm biến áp B1, B7 có SđmMBA = 560 (kVA) - Với trạm biến áp B3 có SđmMBA = 400 (kVA) - Với trạm biến áp B6 có SđmMBA = 180 (kVA) Trạm B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 Loại Số cực Uđm (V) Iđm (A) NS1250N 415 1250 NS600N 415 600 NS800N 415 800 NS600N 415 600 NS600N 415 600 NS400N 415 400 NS1250N 415 1250 NS600N 415 600 Bảng 3.8: Aptomat cho trạm biến áp Ik (kA) 50 50 50 50 50 50 50 50 3.3.6 Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng (TI) Máy biến dòng điện TI có chức biến đổi dòng điện sơ cấp xuống 5A ( 1A 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hố bảo vệ rơle TI chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức: - Dòng điện sơ cấp định mức phải lớn dòng điện làm việc lớn mạng: Ta chọn máy biến dòng BI loại 4MA74 , kiểu hình trụ hãng Siemens chế tạo Thông số kỹ thuật 4MA74 Uđm (kV) 24 Iđm (A) 20:2500 A Ixk (kA) 120 I (kA) 80/1 Bảng 3.9: thơng số máy biến dòng TI loại 4MA74 3.3.7 Lựa chọn kiểm tra máy biến điện áp (TU) TU chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức: Ta chọn máy biến điện áp ba pha năm trụ loại 4MS34 SIEMENS chế tạo để kiểm tra cách điện máy biến áp ba pha trung tính cách ly cấp 22KV Cấp xác thiết bị: 0.5 Thơng số kỹ thuật BU Uđm (kV) U1đm (kV) 4MS34 22 KV 22/ U2đm (V) 100/ Cấp xác thiết bị 0.5 Bảng 3.10: Thông số máy biến áp đo lường BU chọn: 3.4 Kiểm tra dây cáp 3.4.1 Lựa chọn kiểm tra dây cáp chọn theo điều kiện ổn định nhiệt dây dẫn Dây dẫn từ nguồn TPPTT xí nghiệp chọn dây AC-70 mm2 Trong đó: - tc = 0,2s : thời gian tồn ngắn mạch - Tkck = 0,05s : số thời gian tắt dần thành phần không chu kỳ - BN : xung lượng dòng ngắn mạch - Ct: hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn, dây nhôm AC có Ct = 88.A2.s/mm2 Khi ngắn mạch xa nguồn thì: => Mà cáp chọn có tiết diện Fc = 70 mm2 > Fmin = 53,665 mm2 Vậy cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 3.4.2 Kiểm tra tiết diện cáp theo điều kiện ổn định nhiệt Vì cáp chọn để truyền tải điện từ trạm PPTT tới BAPX có tiết diện 35 mm2 nên ta cần kiểm tra cáp có dòng ngắn mạch lớn Đó trạm PPTT có dòng ngắn mạch lớn Mà cáp chọn có tiết diện 35 => Thỏa mãn điều kiện CHƯƠNG IV TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 4.1 Sơ tính tốn cơng suất bù để nâng cosφ = 0,95 Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa lớn kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosφ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay khơng Nâng cao hệ số công suất cosφ chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất, phân phối sử dụng điện Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện, cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình trao đổi cơng suất phản kháng náy phát hộ tiêu dùng điện qúa trình dao động Mỗi chu kỳ dòng điện, Q đổi chiều bốn lần, giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dòng điện khơng Việc tạo cơng suất phản kháng khơng đòi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây, người ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng bộ, ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dòng điện điện áp mạch nhỏ đi, hệ số công suất cosφ mạng nâng cao, P, Q góc φ có quan hệ sau: Khi lượng P khơng đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống, góc φ giảm, kết cos φ tăng lên Hệ số công suất cos φ nâng cao lên đưa đến hiệu sau: - Giảm tổn thất công suất tổn thất điện mạng điện - Giảm tổn thất điện áp mạng điện - Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp - Tăng khả phát máy phát điện Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos φ Nâng cao hệ số công suất cos φ tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản pháng tiêu thụ như: hợp lý hố q trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải động cơ, thay động thường xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lý hơn, Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù Nâng cao hệ số công suất cos φ biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu chúng, nhờ giảm lượng CSPK phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng Xác định dung lượng bù cần thiết: Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qb = Pttxn ( tgφ1 - tgφ2 ) (4.2) Trong đó: - Pttnm - phụ tải tác dụng tính tốn nhà máy, Pttxn = 3102,19 kW - φ1 - góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù, cosφ = 0,64 → tgφ1 =1,19 - φ2 - góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù, cos φ = 0,95 → tgφ2 =0,329 Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qb = Pttnm ( tgφ1 - tgφ2 ) = 3102,19.( 1,19-0,329 ) = 2665,787 (kVAr) 4.2 Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xưởng mạng liên thơng gồm nhánh có sơ đồ ngun lý sơ đồ thay tính tốn sau: Cơng thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Trong đó: - Qbi - công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i [kVAr] - Qi - cơng suất tính toán phản kháng ứng với phụ tải thứ i [kVAr] - Qb - cơng suất bù tồn nhà máy, Qb = 2665,787 (kVAr) - Qttnm - phụ tải phản kháng tính tốn nhà máy, Qttnm = 3644,631 (kVAr) - Ri - điện trở nhánh thứ i (Ω), Ri = RB +RC (4.4) - RB: điện trở máy biến áp (Ω), - RC: điện trở đường cáp (Ω), 1 1 + + + Rn - Rtđ = R1 R2 ∆ PN U dmBA 10 RB = n.S dmBA (Ω) RC =(r0 L)/n (Ω) (4.5) (4.6) - điện trở tương đương toàn mạng cao áp (4.7) Xét đoạn từ TPPTT – B1 có Máy biến áp THIBIDI 560 kW có tổn thất điện công suất ngắn mạch ΔPN = 5,5 (kW) - Điện trở máy biến áp Đường dây cáp XLPE – 35mm2 CADIVI có r0 = 0,524 (Ω/km), L = 68,593 (m) - Điện trở đường cáp Điện trở đoạn TPPTT – B1 R1 = RB1 +RC1 = 4,244 + 0,018 = 4,262 (Ω) Tương tự xét với đoạn lại xí nghiệp cho ta bảng sau Đoạn Sđ Số mB máy PN (kW) RB (Ω) 560 320 400 320 320 180 560 5.5 3.9 4.6 3.9 3.9 2.35 5.5 4.244 9.217 6.958 9.217 9.217 17.552 4.244 r0 (Ω/km ) 0.524 0.524 0.524 0.524 0.524 0.524 0.524 RC (Ω) Ri (Ω) 68.593 0.018 38.079 0.010 16.643 0.004 98.127 0.026 67.683 0.018 36.346 0.010 13.928 0.004 121.84 PPTT-B8 320 3.9 9.217 0.524 0.032 Bảng 4.1: Thông số điện trở đoạn đường dây 4.262 9.227 6.962 9.243 9.235 17.562 4.248 PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 PPTT-B5 PPTT-B6 PPTT-B7 2 2 2 - Điện trở tương đương toàn mạng cao áp L (km) Số lộ 9.249 - Xác định dung lượng bù tối ưu cho trạm Xét nhánh TPPTT – B1 ta có Q1 = 674,767 (kVAr) R1 = 4,262 (Ω) - Công suất bù cho nhánh TPPTT – B1 Vậy công suất bù nhánh Qb1 = 467 (kVAr) Tương tự tính tốn cho nhánh lại cho ta bảng Đoạn Ri (Ω) PPTT-B1 0.235 PPTT-B2 0.108 PPTT-B3 0.144 PPTT-B4 0.108 PPTT-B5 0.108 PPTT-B6 0.057 PPTT-B7 0.235 PPTT-B8 0.108 Qi (kVAr) 674.76 QttxnΣ (kVAr) QbΣ (kVAr) Qbi (kVAr) 467 425.17 476.011 381.55 3644.631 2665.787 431.43 191.18 699.78 364.72 329 349 286 335 141 491 269 Bảng 4.2: Phân bố dung lượng bù cho trạm 4.3 Tính tốn chọn tủ bù thiêt bị bảo vệ cáp điện Do trạm sử dụng hai máy biến áp nên cần chọn tụ chẵn để chia cho hai phân đoạn góp hạ áp Chọn dùng loại tụ điện bù có điện áp định mức 380V, cụ thể với trạm biến áp ghi bảng Đoạn PPTT-B1 PPTT-B2 loại tụ RAF-40K RAF-25K Số pha 3 Qtu (kVAr) 40 25 Số lượng 12 14 PPTT-B3 PPTT-B4 PPTT-B5 PPTT-B6 PPTT-B7 PPTT-B8 RAF-25K 25 RAF-30K 30 RAF-25K 25 RAF-40K 40 RAF-50K 50 RAF-20K 20 Bảng 4.3: Số lượng tụ bù trạm 14 10 14 10 14 - Cos nhà máy sau đặt thiết bị bù: - Tổng lượng công suất tụ bù : Qtụ bù = Qtu i x Số lượng = 2770 (kVAr) - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy sau bù Q = Qttnm - Q tụ bù = 3644,631 - 2770 = 874,631 (kVAr) - Hệ số công suất nhà máy sau bù: Kết luận: Theo quy định EVN hệ số công suất yêu cầu hệ thống trạm biến áp nguồn cos ≥ 0.9 Sau lắp đặt bù cho lưới hạ áp nhà máy hệ số công suất cos nhà máy đạt yêu cầu 4.4 Đánh giá hiệu bù - Ta có hệ số công suất trước bù công suất phản kháng: cosφ1 = 0,64 - Sau thực bù công suất phản kháng hệ số công suất hệ thông trạm nguồn: cosφ = 0.962 thỏa mãn yêu cầu đơn vị cung cấp điện - Việc bù công suất phản kháng mang lại hiệu sau: - Giảm tổn thất công suất, ổn định điện áp truyền tải tăng khả tải đường dây Mặt khác khơng đảm bảo hệ số cơng suất nhà máy phải trả thêm tiền điện theo quy định nhà cung cấp tiêu thụ nhiều công suất phản kháng - Việc tính tốn bù cơng suất phản kháng thỏa mãn yêu cầu đặt .. .Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN (1B) “Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp” I, Dữ kiện Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp... Trạm biến áp B3: Cung cấp điện cho phụ tải 3,4 - Trạm biến áp B4: Cung cấp điện cho phụ tải - Trạm biến áp B5: Cung cấp điện cho phụ tải 5,6,11,12 - Trạm biến áp B6: Cung cấp điện cho phụ tải... vụ cho công việc em sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Đồ án môn học Cung cấp điện Phạm Hưng – D9H3 CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Nhà