(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải

B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

B GIÁO D C VÀ ÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

i

L I CAM OAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a b n thân tôi Các k t qu nghiên

c u và các k t lu n trong lu n v n là trung th c, không sao chép t b t k m t ngu n nào và d i b t k hình th c nào Vi c tham kh o các ngu n tài li u đã đ c th c hi n trích d n và ghi ngu n tài li u tham kh o đúng quy đ nh

Ninh thu n, ngày….tháng… n m 2017

H c viên

Ph m Th Nhung

ii

L I C M N

hoàn thành lu n v n th c s m t cách hoàn ch nh, bên c nh s n l c c g ng c a

b n thân còn có s h ng d n nhi t tình c a quý Th y, c ng nh s đ ng viên ng h

c a gia đình, b n bè và đ ng nghi p trong su t th i gian h c t p và nghiên c u

Xin chân thành bày t lòng bi t n đ n th y TS Lê Quang C ng, ng i đã h t lòng

giúp đ , cung c p tài li u khoa h c và t o m i đi u ki n t t nh t cho tôi hoàn thành

lu n v n này Xin chân thành bày t lòng bi t n đ n các th y, cô t i phòng ào t o

i h c và Sau đ i h c B môn K thu t đi n - đi n t , Khoa n ng l ng, Tr ng H

Th y L i đã t n tình truy n đ t nh ng ki n th c quý báu c ng nh t o m i đi u ki n thu n l oi nh t cho tôi trong su t quá trình h c t p, nghiên c u và cho đ n khi th c

hi n đ tài

Cu i cùng tôi xin chân thành c m n đ ng nghi p, đ n v công tác đã t o đi u ki n v

m t th i gian, c v tinh th n trong quá trình nghiên c u và th c hi n lu n v n

H c viên

Ph m Th Nhung

iii

M C L C

DANH M C CÁC HÌNH NH v

DANH M C B NG BI U vi

DANH M C CÁC T VI T T T vii

CH NG 1 GI I THI U NHÀ MÁY VÀ YÊU C U 1

CUNG C P I N 1

1.1 Gi i thi u v nhà máy 1

1.2 Khái quát v h th ng cung c p đi n 2

1.2.1 c đi m c a ngu n n ng l ng đi n: 2

1.2.2 H tiêu th : 3

1.2.3 Nh ng yêu c u và n i dung ch y u khi thi t k cung c p đi n 4

1.3 Xác đ nh nhu c u cung c p đi n 4

1.3.1 t v n đ 4

1.3.2 th ph t i đi n 4

1.3.3 Các đ i l ng c b n 7

1.3.4 Các đ i l ng c b n và h s tính toán th ng g p 9

CH NG 2 PH NG PHÁP THI T K H TH NG 12

2.1 Ph ng pháp thi t k 12

2.2 Tiêu chu n thi t k 15

2.2.1 C p đi n áp 15

2.2.2 Gi i h n gi m đi n áp 15

2.2.3 Gi i h n dòng ng n m ch 16

2.2.4 H s công su t 16

2.2.5 Máy bi n áp 16

2.3 Ph ng pháp tính toán ph t i 16

2.3.1 Các ph ng pháp xác đ nh ph t i tính toán 17

2.3.2 Tính ch n máy bi n áp 21

2.3.3 Ch n đi m tính ng n m ch 23

2.3.4 Tính ch n ti t di n dây cáp 26

CH NG 3 THI T K H TH NG CUNG C P I N 31

3.1 Thi t k s b s đ m t s h th ng cung c p đi n 31

iv

3.2 Danh sách t i 33

3.3 Tính toán công su t cho máy bi n áp 35

3.4 Tính toán công su t cho máy phát đi n 41

3.4.1 Máy phát đi n 41

3.5 Tính toán dòng ng n m ch 47

3.5.1 Tính toán ng n m ch trên l i đi n 51

3.6 Tính toán cáp 54

3.7 Tính toán l a ch n thi t b 64

3.7.1 L a ch n máy c t đi n 64

3.7.2 L a ch n thanh cái 64

3.7.3 L a ch n máy bi n dòng đi n 64

3.7.4 L a ch n máy bi n áp đo l ng 64

CH NG 4 CÁC GI I PHÁP TI T KI M VÀ NÂNG CAO CH T L NG CUNG C P I N 71

4.1 Bù công su t ph n kháng 71

4.1.1 Khái quát 71

4.1.2 Ch n các thi t b bù 71

4.1.3 Xác đ nh dung l ng bù 73

4.1.4 Xác đ nh v trí và công su t t bù 75

4.2 i u ch nh ch đ làm vi c c a đ ng c 76

K T LU N VÀ KI N NGH V NH NG NGHIÊN C U TI P THEO: 81

DANH M C TÀI LI U THAM KH O: 82

v

DANH M C CÁC HÌNH NH

Hình 1 Các b c thi t k h th ng 13

Hình 2 M t b ng và đ nh v các công trình trong nhà máy 30

Hình 3 S đ m t s s b 32

Hình 4 Tính toán ng n m ch 53

Hình 5 Tính toán s t áp và trào l u công su t 63

Hình 6 M t b ng t ng th tuy n cáp ng m 24KV 68

Hình 7 T ng m t b ng cáp trung th 6KV 69

Hình 8 S đ nguyên lý 70

Hình 9 Bi u đ phân b ph t i 77

Hình 10 S đ m t b ng tr m b m nh sau: 78

Hình 11 Bi u đ đóng c t b m 79

Hình 12 Quy trình đi u khi n b m 80

vi

DANH M C B NG BI U

B ng 2.1 Quy đ nh v c p đi n áp 15

B ng 2.2 Giá tr tiêu bi u c a đi n áp ng n m ch 25

B ng 3.1 B ng công su t t i 33

B ng 3.2 B ng k t qu tính toán ch n máy bi n áp 39

B ng 3.3 B ng thi t b s d ng ngu n máy phát 41

B ng 3.4 ánh giá ng n m ch tr kháng máy bi n áp 50

B ng 3.5 Công su t MBA theo tình tr ng quá t i ho t đ ng 50

B ng 3.6 B ng K t c a tính toán ng n m ch 51

B ng 3.7 B ng th ng kê tính toán ng n m ch b ng ph n m m ETAP 52

B ng 3.8 K t qu tính toán 56

B ng 3.9 K t qu tính toán 61

B ng 3.10 K t qu tính toán ng n m ch b ng ph n m m ETAP 61

B ng 3.11 L a ch n thi t b 65

B ng 4.1 L u l ng n c th i đ u vào 76

B ng 4.2 Phân b đi n tiêu th 77

th ng c p đi n g m có 2 c p đi n áp là trung áp và h áp Các đ ng c cho máy b m

và máy th i khí r t l n, c t 200 đ n 800 kW, ho t đ ng nhi u ch đ khác nhau

H th ng cung c p đi n cho nhà máy ph i đ m b o các tiêu chí k thu t, đ tin c y cung c p đi n cao, ch t l ng đi n n ng t t và ti t ki m đ c n ng l ng trong quá trình v n hành Vì v y em xin ch n đ tài: NGHIÊN C U THI T K H TH NG CUNG C P I N, XU T GI I PHÁP TI T KI M I N N NG VÀ NÂNG CAO CH T L NG CUNG C P I N CHO NHÀ MÁY X LÝ

N C TH I

2 M c đích c a tài:

- tài nghiên c u ph ng pháp thi t k , đ a ra h th ng cung c p đi n và s d ng

đi n n ng h p lý cho nhà máy x lý n c th i c l n, trong đó có tính toán l a ch n các thi t b , các ch tiêu và kh o sát các ch đ làm vi c c a l i theo tiêu chu n qu c

t IEC

3 i t ng và ph m vi nghiên c u

- Nhà máy x lý n c th i công su t 10 MVA

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u:

- Thu th p s li u t nhà máy, phân tích và tính toán thi t k ra m t h th ng cung c p

đi n cho nhà máy đ t các tiêu chu n IEC, tin c y và ti t ki m n ng l ng

ix

5 C u trúc c a lu n v n

Lu n v n g m 4 ch ng, 14 b ng và ….hình v v i các n i dung v : Gi i thi u nhà máy x lý n c th i, tính toán ph t i toàn nhà máy Nghiên c u gi i pháp ti t ki m

đi n n ng xu t ki n ngh cho toàn b lu n v n

1

CH NG 1 GI I THI U NHÀ MÁY VÀ YÊU C U

CUNG C P I N

1.1 Gi i thi u v nhà máy

T c đ đô th hóa c a các đô th không ng ng t ng trong nh ng n m qua Tuy nhiên,

vi c phát tri n c s h t ng, bao g m h th ng thoát n c đô th , không theo k p t c

đ đô th hóa

Hi n nay, n c th i c a Thành ph đ c thu gom b i h th ng c ng và kênh m ng

r i x ra các kênh, h và các con sông Tình tr ng này gây ô nhi m n ng cho các kênh

m ng, sông h và tác đ ng x u t i đi u ki n v sinh và đi u ki n s ng c a ng i dân,

đ c bi t vào mùa khô khi ch có n c th i ch y trong h th ng kênh m ng và sông ngòi này Do tình tr ng th m th u n c th i mà nguy c nhi m b n ngu n n c ng m

t ng đ i cao Thêm vào đó, vì ph i ti p nh n ngu n n c th i ch a qua x lý c a thành ph , nên các con sông trong thành ph c ng đang trong tình tr ng ô nhi m n ng

H u h t các h gia đình và tòa nhà cao t ng đ u đã đ c trang b b t ho i, tuy nhiên, ho t đ ng c a nhi u b t ho i trong s này không đáp ng yêu c u và ch giúp

gi m ph n nào tình tr ng ô nhi m

Tr c tình hình đó, vi c tri n khai l p D án xây d ng h th ng x lý n c th i là r t

c p bách và c n thi t đ ti p t c phát tri n và gi gìn môi tr ng t nhiên và môi

tr ng s ng c a Thành ph V i m c đích c i thi n môi tr ng n c, vi c xây d ng

h th ng thoát n c cùng v i nhà máy x lý n c th i t p trung đã đ c đ xu t

Tên d án D án Nhà máy x lý n c th i

M c đích

Xây d ng h th ng thoát n c đ thu gom và x lý n c th i t các

ho t đ ng c a con ng i trong các khu đô th trung tâm

M c đích h ng đ n là:

1) C i thi n môi tr ng s ng 2) C i thi n h sinh thái t nhiên 3) C i thi n đi u ki n v sinh và s c kho c ng đ ng, gi m nguy c

m c b nh

2

1.2 Khái quát v h th ng cung c p đi n

1.2.1 c đi m c a ngu n n ng l ng đi n:

Ngày nay th gi i đã t o ra r t nhi u ngu n n ng l ng N ng l ng đi n hay còn g i

là n ng l ng đi n n ng hi n nay là m t d ng n ng l ng r t ph bi n, s n l ng hàng

n m trên th gi i càng t ng và chi m hàng ngàn t kWh S d đi n n ng đ c s d ng nhi u nh v y là do có nh ng u đi m: d chuy n hóa thành các d ng n ng l ng khác, d chuy n đi xa và hi u su t cao

Trong quá trình s n xu t và phân ph i có các đ c đi m sau:

a i n n ng s n xu t ra không tích l y ngo i tr các tr ng h p đ c bi t nh pin

b Các quá trình v đi n x y ra r t nhanh Do v y ph i s d ng r ng r i các thi t b

b o v t đ ng trong công tác v n hành, đi u đ h th ng cung c p đi n nh m đ m

b o h th ng đi n làm vi c tin c y và hi u qu

c Công nghi p đi n l c có liên quan ch t ch đ n nhi u ngành kinh t qu c dân, là

m t trong nh ng đ ng l c t ng n ng su t lao đ ng t o nên s phát tri n trong kinh t

H th ng đi n bao g m các khâu phát đi n, truy n t i, phân ph i, cung c p t i các h

tiêu th và s d ng đi n

3

1.2.2 H tiêu th :

đây chúng ta ch xét đ n h tiêu th xí nghi p, nhà máy Tùy theo n kinh t và xã

h i, h tiêu th đi n đ c cung c p đi n v i nh ng m c đ khác nhautheer hi n m c

đ yêu c u liên t c cung c p đi n khác nhau và phân thành 3 lo i:

H tiêu th đi n lo i 1: là nh ng h tiêu th mà n u ng ng cung c p đi n có th gây nên nh ng h u qu nghiêm tr ng nguy hi m đ n tính m ng con ng i, làm thi t h i

l n v kinh t , d n đ n h h ng thi t b , gây r i lo n các quá trình công ngh ph c t p,

ho c làm h ng hàng lo t s n ph m, ho c có nh h ng không t t v ph ng di n chính tr

H tiêu th đi n lo i 2: là nh ng h tiêu th mà n u ng ng cung c p đi n thì ch liên quan đ n hàng lo t s n ph m không s n xu t đ c, t c là d n đ n thi t h i v kinh t

do ng ng tr quá trình s n xu t, h h ng thi t b và lãng phí s c lao đ ng, t o nên th i gian ch t c a nhân viên… Các nhà máy công nghi p nh , x ng c khí th ng thu c

h tiêu th lo i 2

H tiêu th đi n lo i 3: là t t c nh ng h tiêu th còn l i tr h tiêu th lo i 1 và lo i

2, t c là nh ng h cho phép cung c p đi n v i m c đ tin c y th p, cho phép m t đi n trong th i gian s a ch a, thay th thi t b s c nh ng th ng không cho phép quá m t ngày đêm

Ngoài ra các h tiêu th đi n nhà máy, xí nghi p c ng đ c phân lo i theo ch đ làm

vi c nh sau:

1 Lo i h tiêu th đi n có ch đ làm vi c dài h n: khi đó ph t i không thay đ i hay thay đ i r t ít Các thi t b có th làm vi c lâu dài mà nhi t đ không v t quá giá tr cho phép

2 Lo i tiêu th đi n có ph t i ng n h n: Th i gian làm vi c không đ dài đ nhi t đ

c a thi t b đ t đ n giá tr quy đ nh cho phép

3 Lo i h tiêu th đi n có ch đ ph tài ng n h n l p l i: thi t b làm vi c ng n h n xen k v i th i gian ngh ng n h n

4

1.2.3 Nh ng yêu c u và n i dung ch y u khi thi t k cung c p đi n

M c tiêu chính c a thi t k cung c p đi n là đ m b o cho h tiêu th luôn luôn đ đi n

Nh ng yêu c u trên đây th ng mâu thu n nhau nên ng i thi t k ph i bi t cân nh c

và k t h p hài hòa tùy thu c vào hoàn c nh c th

Ngoài ra khi thi t k cung c p đi n ph i chú ý đ n nh ng yêu c u khác nh : có đi u

ki n thu n l i n u có yêu c u c n phát tri n ph t i sau này, rút ng n th i gian xây

d ng…

1.3 Xác đ nh nhu c u cung c p đi n

1.3.1 t v n đ

Khi thi t k cung c p đi n cho m t công trình thì nhi m v đ u tiên là ph i đ nh nhu

c u đi n c a công trình đó Tùy theo quy mô c a công trình mà nhu c u đi n xác đ nh theo ph t i th c t ho c ph i tính đ n s phát tri n v sau này Do đó xác đ nh nhu

c u đi n là gi i bài toán d báo ph t i ng n h n ho c dài h n

1.3.2 th ph t i đi n

Ph t i đi n là m t hàm theo th i gian, nó ph thu c vào r t nhi u y u t nh đ c

đi m c a quá trình công ngh , ch đ v n hành… Tuy v y đ i v i m i lo i h tiêu

th c ng có th đ a ra m t d ng ph t i đi n hình

tr ng trong thi t k c ng nh v n hành h th ng cung c p đi n

Tùy theo yêu c u s d ng mà ng i ta xây d ng các lo i đ th ph t i khác nhau:

ph ng mà nh v y thì gi m đ c t n hao trong m ng và đ t đ c v n hành kinh t c a

nh ng thi t b th ph t i h ng ngày c ng là tài li u làm c n c đ ch n thi t b

đi n, tính đi n n ng tiêu th

b th ph t i hàng tháng

6

th ph t i hàng tháng đ c tính theo ph t i trung bình c a tháng th ph t i

hàng tháng cho bi t m c đ tiêu th đi n n ng c a h tiêu th xãy ra t ng tháng trên

nhi u n m, t ng t nhau Qua đó có th đ nh ra l ch s a ch a b o trì b o d ng thi t

b đi n m t cách h p lý k p th i phát hi n ra các h h ng tr c khi xãy ra s c đ đáp

ng yêu c u cung c p đi n n ng cho h tiêu th

c th ph t i hàng n m

th ph t i hàng n m cho bi t th i gian s d ng công su t l n nh t, nh nh t ho c

trung bình c a h tiêu th , chi m h t bao nhiêu th i gian trong n m, Qua đó có th

đ nh đ c công su t c a máy bi n áp, ch n đ c các thi t b đi n, đánh giá m c đ s

d ng và tiêu hao đi n n ng

c ghi trên tr c c a đ ng c M i liên h gi a công su t đ nh m c và công su t đ u ra

c a đ ng c đ c liên h v i nhau qua bi u th c:

đc đat

i v i Rotor l ng sóc thì 0.8< ηđc<0.95 Vì hi u su t đ ng c đi n t ng đ i cao

nên đ cho tính toán đ c đ n gi n, ng i ta th ng cho phép b qua hi u su t, lúc này l y

P, = ε

i v i máy d ng bi n áp (máy hàn)

đm đm đm

P, = cosϕ ε

- Ph t i trung bình P tb

8

Ph t i trung bình là m t đ c tr ng c a ph t i trong m t kho ng th i gian nào đó.T ng c a ph t i trung bình c a các thi t b s đ c đánh giá gi i h n c a ph t i tính toán:

tb P P

=

i i

tb Q Q

đ i dùng đ tính t n th t công su t l n nh t, đ ch n thi t b đi n, ch n dây d n

9

Ph t i tính toán là ph t i gi thi t không đ i và đ c xem nh là t ng đ ng v i

ph t i th c t Khi ch n ph t i tính toán ph i đ m b o an toàn

S phát nhi t c a các thi t b th ng dao đ ng trong kho ng 30 phút vì v y th ng l y

tr s trung bình c a ph t i l n nh t trong kho ng th i gian 30phút đ làm ph t i tính toán ( còn g i là ph t i n a gi )

đm

tb sd

P

P P

P k

1 1

Khi v đ c đ th ph t i thì h s s d ng có th đ c tính

)

.(

2 1

2 2 1 1

n

đm

n n sd

t t

t P

t P t

P t P k

+++

+++

10

H s ph t i là h s gi a công su t th c t v i công su t đ nh m c Th ng ta ph i xét h s ph t i trong m t kho ng th i gian nào đó

đm

tb

đm

thucte pt

P

P P

P P

P

k = =( ).( )= max

C ng nh h s c c đ i, h s nhu c u th ng tính cho ph t i tác d ng C ng nh có khi knc đ c tính cho ph t i ph n kháng, nh ng s li u này ít dùng h n Trong th c

t h s nhu c u th ng do kinh nghi m v n hành mà t ng k t l i có th tra b ng 2-1 trang 616 sách cung c p đi n tác gi Nguy n Xuân Phú tìm knc

- H s thi t b hi u qu nhq

1 2

2

1

Khi s thi t b trong nhóm >5 tính nhq theo (*) khá phi n ph c, vì v y trong th c t

ng i ta tìm nhq theo b ng ho c đ ng cong cho tr c

Tr c h t đ a ra các gi thuy t sau:

n : s thi t b có trong phân x ng

n1: s thi t b có công su t ≥ 1/2 công su t c a thi t b có công su t l n nh t có trong phân x ng

Trong d án này, h th ng cung c p đi n c a nhà máy n c th i đ c mô ph ng b ng

ph n m m ETAP Ngoài ra thi t k đ t các tiêu chu n là tiêu chí c a thi t k có

m t s hi u bi t t ng th t t h n v ph ng pháp thi t k h th ng cung c p đi n trong nhà máy chúng ta s bi u th nó d i d ng s đ sau

13 Hình 1 Các b c thi t k h th ng

Xác đ nh t ng công su t thu nh n, có tính đ n các y u t s d ng và nhu c u

2 Xác đ nh công su t máy bi n áp và máy phát đi n

Tính đ n kh n ng phát tri n t i trong t ng lai 15 đ n 30 ph n tr m

15

2.2 Tiêu chu n thi t k

đ m b o thi t k đ t đ c các ch tiêu v k thu t, quy trình thi t k k thu t ph i

đ c th c hi n theo các tiêu chu n và thông s k thu t D i đây tôi xin trình bày

m t s tiêu chí quan tr ng

2.2.1 C p đi n áp

Các m c đi n áp sau đã đ c l a ch n cho h th ng đi n t n s 50 HZ Thi t b s

đ m b o ho t đ ng liên t c v i s thay đ i đi n áp trong ph m vi 5% giá tr đ nh m c

B ng 2.1 Quy đ nh v c p đi n áp Làm vi c i n áp (V) Giai đo n

i u khi n đi n áp cho b ti p xúc 230

i u khi n đi n áp cho thi t b chuy n m ch 110 DC

2.2.2 Gi i h n gi m đi n áp

i n áp đ c quá t i trong ph m vi cho phép

16

đây là 5%

Trong quá trình kh i đ ng đ ng c , đi n áp đ c phép quá t i 15%

2.2.3 Gi i h n dòng ng n m ch

Các h th ng đi n có đi n áp v t quá 1000V ph i đ c thi t k b ng cách nào đó mà

th a mãn giá tr RMS AC (tiêu chu n đo l ng) Các thành ph n c a dòng đi n ng n

m ch không v t quá 25 kA theo IEC 60056 i v i các h th ng đi n có đi n áp

d i 1000 V, giá tr RMS c a dòng xoat chi u AC Thành ph n c a dòng đi n ng n

m ch c a m ng đi n đ c thi t k theo tiêu chu n IEC 600947-2 và không v t quá

50 kA

2.2.4 H s công su t

H s công su t c a h th ng bao g m t n hao công su t ph n kháng trong máy bi n

áp và thi t b h th ng phân ph i s không đ c th p h n 0.8 so v i thi t k đ c đánh giá trong su t quá trình H s công su t đ c xác đ nh t i các đ u cu i c a máy phát

2.2.5 Máy bi n áp

Trong tr ng h p x y ra s c trên m t máy bi n áp, m t máy bi n áp khác có th

ch u đ c toàn b t i Ngoài ra m t máy bi n áp ít nh t ph i có 20% ti t ki m trong

Ph t i tính toán là m t s li u r t c b n dùng đ thi t k h th ng cung c p đi n Ph

t i tính toán là ph t i gi thi t lâu dài không đ i, t ng đ ng v i ph t i th c t (bi n đ i ) v m t hi u ng nhi t l n nh t Nói m t cách khác, ph t i tính toán c ng làm nóng v t d n lên t i nhi t đ b ng nhi t đ l n nh t do ph t i th c t gây ra Nh

v y n u ch n các thi t b đi n theo ph t i tính toán thì có th đ m b o an toàn v m t phát nóng cho các thi t b đó trong m i tr ng thái v n hành

17

Khi thi t k cung c p đi n cho m t công trình (c th là nhà máy ta đang thi t k ) thì nhi m v đ u tiên c a ng i thi t k là ph i xác đ nh đ c nhu c u đi n ph t i c a công trình đó (công su t đ t c a nhà máy…)

Tùy theo quy mô c a nhà máy mà ph t i đi n ph i đ c xác đ nh theo ph t i th c t

ho c còn ph i k đ n kh n ng phát tri n trong t ng lai

Ph t i tính toán là m t s li u quan tr ng đ thi t k cung c p đi n Ph t i đi n ph thu c vào nhi u y u t nh : công su t và s l ng các thi t b đi n, ch đ v n hành

c a chúng, qui trình công ngh c a m i nhà máy, xí nghi p, trình đ v n hành c a công nhân Vì v y xác đ nh ph t i tính toán là m t nhi m v r t quan tr ng, n u ph

t i tính toán đ c xác đ nh nh h n ph t i th c t thì s làm gi m tu i th c a các thi t b đi n có kh n ng d n t i cháy n r t nguy hi m, ng c l i n u ph t i tính toán

l n h n ph t i th c t s gây lãng phí và không kinh t Nh v y vi c xác đ nh ph t i tính toán s đ m b o cho các thi t b đi n ho t đ ng và không gây lãng phí đi n

2.3.1 Các ph ng pháp xác đ nh ph t i tính toán

Ph t i tính toán đ c tính theo công th c sau:

1

ϕtan

tt

tt P

Q =

ϕcos

2

tt tt tt

P Q

1

Trong đó:

n: T ng s thi t b trong nhóm

18

knc: H s nhu c u (tra s tay)

Pđi, Pđmi :Công su t đ t, công su t đ nh m c c a thi t b th i (kW)

Ptt, Qtt, Stt: Công su t tác d ng, ph n kháng và bi u ki n tính toán c a nhóm thi t b (kW, kVAR, kVA)

Ph ng pháp này có u đi m là đ n gi n, thu n ti n Nh c đi m c a ph ng pháp này là kém chính xác, b i h s nhu c u tra s tay là m t s li u c đ nh cho tr c, không ph thu c vào ch đ v n hành và s thi t b trong nhóm

Ta có công th c tính nh sau:

Ptt = p0.F Trong đó:

p0: Su t ph t i trên m t di n tích s n xu t (W/m2) Giá tr p0 đ c tra trong s tay

ho c các b ng ph l c tài li u tham kh o

F: Di n tích s n xu t - t c là di n tích dùng đ đ t máy s n xu t (m2)

Ph ng pháp này ch cho k t qu g n đúng khi có ph t i phân b đ ng đ u trên di n tích s n xu t nên nó đ c dùng trong giai đo n thi t k s b , thi t k chi u sáng

S li u đ u tiên c n xác đ nh là công su t tính toán c a t ng đ ng c và c a t ng nhóm đ ng c trong phân x ng

1

V i n ≥ 4, ph t i tính toán c a nhóm đ ng c đ c xác đ nh theo công th c:

1 max

19

Trong đó:

n: S thi t b đi n trong nhóm

Pđmi: Công su t đ nh m c thi t b th i trong nhóm (kW)

ksd: H s s d ng c a nhóm thi t b , tra s tay

kmax: H s c c đ i tra đ th ho c tra b ng theo đ i l ng ksd và nhq

1

2 1 2

) (

) (

Khi n l n thì vi c xác đ nh nhq theo ph ng pháp trên khá ph c t p Do đó, có th xác

đ nh nhqm t cách g n đúng theo cách nh sau:

Khi tho mãn đi u ki n:

3 min max ≤

Trong đó: Pđmmin, Pđmmax: Công su t đ nh m c bé nh t và l n nh t c a các thi t b trong nhóm (kW)

Khi m > 3 và ksd ≥ 0,2 thì nhq có th xác đ nh theo công th c sau:

max 1

2

)

2(

∑

=

=Khi m > 3 và ksd < 0,2 thì nhqđ c xác đ nh theo trình t nh sau:

Tính n1: s thi t b có công su t l n h n ho c b ng m t n a công su t c a thi t b có công su t l n nh t

T n*, P* tra b ng PLI.5 – Trang 255 – Sách “Thi t k c p đi n – Ngô H ng Quang,

V V n T m” ta đ c n*hq = f(n*,P*) V y ta xác đ nh nhq theo công th c sau:

*

hq

hq n n

n =

Theo b ng PL I.6 – Trang 256 – Sách “Thi t k c p đi n – Ngô H ng Quang, V V n

T m”, kmax ch b t đ u t nhq = 4 nên khi nhq < 4, ph t i tính toán đ c xác đ nh theo công th c nh sau:

1

Trong đó: kti – H s t i N u không bi t chính xác có th l y tr s g n đúng nh sau:

21

Thi t b 1 pha đ u vào đi n áp pha: Pqd = 3.Pđmpha max

Thi t b 1 pha đ u vào đi n áp pha: P qd = 3.P đm

Cu i cùng, ph t i tính toán toàn phân x ng v i n nhóm:

∑

=

i tti

đt

ttpx k P P

1

∑

=

= n

i tti

đt

ttpx k Q Q

1

2 2

) (

Tr m bi n áp là m t trong nh ng ph n t quan tr ng nh t c a h th ng cung c p đi n

Tr m bi n áp dùng đ bi n đ i đi n áp này sang c p đi n áp khác, các tr m bi n áp,

tr m phân ph i, đ ng dây t i đi n cùng v i các nhà máy đi n làm thành m t h th ng phát và truy n t i đi n n ng th ng nh t

Dung l ng c a các máy bi n áp, v trí, s l ng và ph ng th c v n hành c a các

tr m bi n áp có nh h ng r t l n đ n các ch tiêu kinh t - k thu t c a h th ng cung

c p đi n Vì v y, vi c l a ch n máy bi n áp bao gi c ng g n li n v i vi c l a ch n

ph ng án cung c p đi n Dung l ng máy bi n áp và các thông s khác c a tr m bi n

áp ph thu c vào ph t i c a nó, vào c p đi n áp và ph ng th c v n hành c a máy

Ch n v trí đ t tr m bi n áp

22

V trí tr m bi n áp ph i đ m b o các yêu c u sau:

+ An toàn và liên t c cung c p đi n

+ Phòng cháy n , b i b n, khí n mòn t t

+ Kh n ng phát tri n ph t i sau này

+ Tiêu t n kim lo i màu ít nh t

+ G n tâm ph t i ,thu n ti n cho ngu n cung c p đi t i

+ Thao tác v n hành qu n lý d dàng và phòng cháy n b i và khí n mòn

+ Ti t ki m v n đ u t và chi phí v n hành

V trí tr m bi n áp trung gian nên cho g n trung tâm ph t i tuy nhiên không nên đ a

vào quá sâu trong xí nghi p vì nh h ng đ n giao thông và các công trình xây d ng khác

C n c vào các yêu c u trên và d a vào s đ v trí tr m Ta ch n v trí l p đ t tr m

bi n áp nh sau: Tr m bi n áp ngoài tr i, cách t phân ph i và g n l i đi n qu c gia

+ Ch ng lo i máy bi n áp trong cùng m t tr m nên đ ng nh t nhau gi m máy bi n

áp d phòng trong kho và thu n ti n trong l p đ t và v n hành

23

+ S l ng máy bi n áp trong tr m bi n áp: đ i v i h tiêu th lo i 1 th ng ch n 2 máy bi n áp tr lên i v i h tiêu th lo i hai s l ng máy bi n áp đ c ch n ph thu c vào vi c so sánh các hi u qu kinh t - k thu t

b Xác đ nh công su t máy bi n áp

Hi n nay có r t nhi u ph ng án đ xác đ nh công su t c a máy bi n áp nh ng v n

d a trên n i dung các nguyên t c sau:

+ Ch n theo đi u ki n làm vi c bình th ng, có xét đ n quá t i cho phép.M c đ quá

t i đ c tính sao cho hao mòn cách đi n trong th i gian xét cho phép

+ Ki m tra theo đi u ki n quá t i s c v i th i gian h n ch không gián đo n cung

c p đi n

V i tr m 1 máy: SđmB ≥ Stt

V i tr m 2 máy:

4,1

ch n khí c đi n cho c p 22 kV ta c n tính cho đi m ng n m ch N1 t i thanh cái

tr m bi n áp trung tâm 22/6,3 kV đ ki m tra máy c t và thanh góp đây ta l y

cat

N S

S ≥ c a máy c t đ u ngu n

24

ch n khí c đi n cho c p 6,3kV

+ Phía cao áp c a tr m bi n áp 6,3kV, c n tính đi m ng n m ch N2 t i thanh cái 6,3kV

c a tr m đ ki m tra máy c t, thanh góp

+ Phía 6,3 kV c n tính cho đi m ng n m ch N3 đ ch n và ki m tra cáp, t cao áp các

tr m

+ C n tính đi m N4 trên thanh cái 0,4 kV đ ki m tra t h áp t ng c a tr m

Xác đ nh dòng ng n m ch 3 pha đ i x ng Isc t i đi m khác nhau c a m ng là đi u c n thi t cho vi c thi t k m ng

Tính toán dòng ng n m ch 3 pha đ i x ng t i nh ng đi m đ c tr ng là đi u c n thi t

nh m l a ch n thi t b đóng c t (theo dòng s c ), cáp (theo n đ nh nhi t), thi t b

b o v , ng ng b o v …

Ng n m ch 3 pha có t ng tr b ng 0 (hay còn g i là ng n m ch kim lo i) c a m ng

đ c nuôi t máy bi n áp phân ph i trung/h áp s đ c kh o sát sau đây Lo i tr

m t s tr ng h p r t đ c bi t, còn thì ng n m ch 3 pha kim lo i s là n ng n nh t và

đ n gi n đ tính toán h n c

Ng n m ch x y ra trong l i có máy phát ho c l i đi n m t chi u Các tính toán đ n

gi n và quy t c th c t s cho m t vài k t qu ch p nh n đ c, t ng đ i chính xác cho h u h t các tr ng h p thi t k l p đ t đi n

Ng n m ch t i thanh cái h áp c a máy bi n áp phân ph i

Tr ng h p m t máy bi n áp

M t cách s b có th tính toán dòng ng n m ch b qua t ng tr c a h th ng l i trung th :

sc

n sc

10

U

P

sc =

25

Trong đó :

Pn -Công su t đ nh m c c a máy bi n áp (kVA)

U20 - i n áp dây phía th c p khi không t i (V)

In - Dòng đ nh m c (A)

Isc - Dòng ng n m ch (A)

Usc - i n áp ng n m ch (V)

Giá tr tiêu bi u c a Usc máy bi n áp phân ph i đ c cho trong b ng :

B ng 2.2 Giá tr tiêu bi u c a đi n áp ng n m ch

Tr ng h p nhi u máy bi n áp m c song song

Dòng ng n m ch trên đ u đ ng dây ra có th đ c coi nh là t ng c a các dòng ng n

m ch t m i máy bi n áp riêng bi t

Gi s là các máy đ u đ c nuôi t cùng m t h th ng và các giá tr Isc c a chúng

đ c cho b ng 2.2 Khi l y t ng, giá tr Isc s l n h n giá tr th c x y ra

Các y u t khác không đ c k t i là t ng tr c a thanh cái và c a các máy c t

Ng n m ch 3 pha t i đi m b t k c a l i h th

Dòng Isc t i đi m b t k là :

2 2

26

2.3.4 Tính ch n ti t di n dây cáp

Ch n dây d n c ng là m t công vi c khá quan tr ng, vì dây d n ch n không phù h p,

t c không th a mãn các yêu c u v kh thu t thì có th d n đ n các s c nh ch p

m ch do dây d n b phát nóng quá m c d n đ n h h ng cách đi n T đó làm gi m

đ tin c y cung c p đi n và có th gây ra nhi u h u qu nghiêm tr ng Bên c nh vi c

th a mãn các yêu c u v k thu t thì vi c ch n l a dây d n c ng c n th a mãn các yêu

c u kinh t

Cáp dùng m ng đi n cao áp và th p áp có nhi u lo i, th ng g p là cáp đ ng, cáp nhôm, cáp m t lõi hai lõi ba lõi, cách đi n b ng d u, cao su, ho c nh a t ng h p

c p đi n áp t 110 kV đ n 220 kV cáp th ng dùng cách đi n b ng d u hay khí

Cáp có đi n áp d i 10 kV th ng đ c ch t o theo ki u 3 pha b c chung m t v chì, cáp có đi n trên 10 kV th ng đ c b c riêng l t ng pha

Cáp có đi n áp t 1000 V tr xu ng th ng đ c cách đi n b ng gi y t m d u, cao xu

ho c nh a t ng h p

Dây d n ngoài tr i th ng là dây tr n 1 s i ho c nhi u s i Dây d n đ t trong nhà

th ng đ c b c cách đi n b ng cao su ho c nh a M t s tr ng h p trong nhà có

th dùng dây tr n ho c thanh d n nh ng ph i treo trên s cách đi n

Dây d n và dây cáp trong m ng đi n đ c l a ch n theo các đi u ki n sau đây:

- L a ch n theo đi u ki n phát nóng

Ph ng pháp này t n d ng h t kh n ng t i c a dây d n và cáp, áp d ng cho l i h áp

đô th , công nghi p và sinh ho t

Ti t di n dù ch n theo ph ng pháp nào c ng ph i tho mãn các đi u ki n k thu t sau đây:

∆Ubt ≤ ∆Ubtcp

∆Usc ≤ ∆Usccp

27

Isc ≤ Icp

Trong đó: ∆Ubt, ∆Usc – là t n th t đi n áp lúc đ ng dây làm vi c bình th ng và khi

đ ng dây b s c n ng n nh t (đ t 1 đ ng dây trong l kép, đ t đo n dây trong

- L a ch n theo đi u ki n t n th t đi n áp cho phép

Ph ng pháp l a ch n ti t di n này l y ch tiêu ch t l ng đi n làm đi u ki n tiên quy t Chính vì th nó đ c áp d ng đ l a ch n ti t di n dây cho l i đi n nông thôn,

th ng đ ng dây t i đi n khá dài, ch tiêu đi n áp r t d b vi ph m

- Ch n ti t di n theo m t đ kinh t c a dòng đi n

Jkt (A/mm2) là s ampe l n nh t trên 1mm2 ti t di n ch n theo ph ng pháp này s

có l i v kinh t Ph ng pháp ch n ti t di n dây theo Jkt đ c áp d ng v i m ng đi n

có đi n áp U ≥ 110 kV, b i vì trên l i ngày không có thi t b s d ng đi n tr c ti p

đ u vào, v n đ đi n áp không c p bách, ngh a là yêu c u không ch t ch L i trung

áp đô th và xí nghi p nói chung kho ng cách t i đi n ng n, th i gian s d ng công

su t l n c ng đ c ch n theo Jkt

Nh ng cách xác đ nh ti t di n dây d n:

S =

Trong đó:

: Hi u su t c a đ ng c ( = 0,9)

Ptt: Công su t tác d ng c a ph t i

cos : H s công su t (cos = 0,8)

Dòng đi n đ nh m c làm vi c ch y trong dây d n:

.3

=

Trong đó:

Uđm: i n áp đ nh m c m ng đi n (kV)

Stt: Công su t bi u ki n tính toán c a ph t i (kVA)

Khi có dòng đi n ch y qua dây d n và cáp, v t d n b nóng lên N u nhi t đ dây d n

và cáp quá cao có th làm cho chúng b h h ng, ho c gi m tu i th

M t khác đ b n c h c c a kim lo i d n đi n c ng b gi m xu ng Do đó nhà ch t o quy đ nh nhi t đ cho phép đ i v i m i lo i dây d n, dây cáp

Ví d : dây tr n có nhi t đ cho phép là 75oC, dây b c cao su có nhi t đ cho phép là

55oC

Hãy xét tr ng h p đ n gi n nh t, đó là s phát nóng c a dây tr n đ ng nh t Dây d n

tr n đ ng nh t là dây d n có ti t di n không thay đ i theo chi u dài và làm b ng m t

29

v t li u duy nh t Khi không có dòng ch y trong dây d n thì nhi t đ c a nó b ng nhi t đ môi tr ng xung quanh Khi có dòng ch y qua đo hi u ng jun dây d n b nóng lên M t ph n nhi t l ng s đ t nóng dây d n, ph n nhi t còn l i s t a ra môi