Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là đồ án suốt 5 năm mình học tập tại đại học Bách Khoa Hà Nội, điểm tất cả đồ án của mình khá cao, nếu các bận cũng đang làm đồ án thì hãy nhớ rằng điểm số của bạn chỉ phụ thuộc 30% vào những gì bạn viết, 70% vào những gì bạn thể hiện được vào hôm bảo vệ. Vì vậy ngoài chăm chút quá nhiều cho quyển đồ án các bạn hãy đọc thật nhiều sách (đặc biệt là sách cho thầy cô tại ĐHBKNH biên soạn) và tập rượt trước bảo vệ. Nếu có thắc mắc nào cần giải đáp hoặc hỗ trợ về đồ án, tài liệu học tập, thực tập, việc làm, sincal, e tap,... các bạn có thể liên hệ zalo 0348789178 mình khá lười nên ko up hết tài liệu liệu được. Chúc các bạn 1 ngày tốt lành! Thiết kế phần cao áp của nhà máy, lưới điện phân phối, đồ án 1 đại học bách khoa, hệ thống điện, thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy. CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY41.1Quy mô, năng lực của nhà máy.41.2Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.41.3Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện của nhà máy.4CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN52.1Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng.52.2Xác định phụ tải tính toán cho nhà máy.52.3Xác định tâm phụ tải điện.62.4Biểu đồ phụ tải điện.6CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY.93.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho nhà máy.93.2 Sơ bộ chọn thiết bị và phương án đi dây93.3 Đề suất các phương án sơ đồ cấp điện cho các máy biến áp phân xưởng.113.3.1 Phương án 1: sử dụng 1 trạm biến áp trung tâm và 10 trạm biến áp phân xưởng.113.3.2 Phương án 2: sử dụng 1 trạm biến áp trung tâm và 10 trạm biến áp phân xưởng.143.2.3 Phương án 3: sử dụng 1 trạm phân phối trung tâm và 10 trạm biến áp phân xưởng.163.2.4 Phương án 4: sử dụng 1 trạm phân phối trung tâm và 10 trạm biến áp phân xưởng.173.4 Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án thiết kế.183.4.1 Tính toán vốn đầu tư thiết bị.183.4.2 Tính toán tổn thất điện năng:203.4.3Tổng kết chi phí tính toán:243.5 Sơ đồ 1 sợi mạng cao áp của nhà máy.24CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ VÀ VỊ TRÍ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ274.1 Vai trò của việc đặt bù công suất phản kháng274.2 Xác định vị trí đăt tụ bù.274.3 Tính toán xác định dung lượng bù.29TÀI LIỆU THAM KHẢO31
Nội dung CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Quy mô, lực nhà máy 1.2 Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy 1.3 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1 Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng 2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy 2.3 Xác định tâm phụ tải điện 2.4 Biểu đồ phụ tải điện CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 3.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho nhà máy 3.2 Sơ chọn thiết bị phương án dây 3.3 Đề suất phương án sơ đồ cấp điện cho máy biến áp phân xưởng 11 3.3.1 Phương án 1: sử dụng trạm biến áp trung tâm 10 trạm biến áp phân xưởng 11 3.3.2 Phương án 2: sử dụng trạm biến áp trung tâm 10 trạm biến áp phân xưởng 14 3.2.3 Phương án 3: sử dụng trạm phân phối trung tâm 10 trạm biến áp phân xưởng 16 3.2.4 Phương án 4: sử dụng trạm phân phối trung tâm 10 trạm biến áp phân xưởng 17 3.4 Tính tốn kinh tế kĩ thuật, chọn phương án thiết kế 18 3.4.1 Tính tốn vốn đầu tư thiết bị 18 3.4.2 Tính tốn tổn thất điện năng: 20 3.4.3 Tổng kết chi phí tính tốn: 24 3.5 Sơ đồ sợi mạng cao áp nhà máy 24 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ VÀ VỊ TRÍ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ 27 4.1 Vai trị việc đặt bù cơng suất phản kháng 27 4.2 Xác định vị trí đăt tụ bù 27 4.3 Tính tốn xác định dung lượng bù 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY I TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY II CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực 110/35/22 kV cách nhà máy 10km Công suất hệ thống SHT = ∞ Công suất ngắn mạch góp hạ áp trạm biến áp khu vực 𝑆𝑁 = 200 MVA Nhà máy làm việc ba ca có Tmax = 5100 h Giá kWh điện tổn thất 1000 đồng Sơ đồ mặt nhà máy Các số liệu tính tốn phân xưởng CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.1 Quy mô, lực nhà máy - Đây một nhà máy lớn với 10 phân xưởng, tổng cuông suất đạt xấp xỉ 6500 kVA Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy 1.2 Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy Phụ tải điện tồn nhà máy phân làm hai loại : - Phụ tải động lực - Phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực phụ tải chiếu sáng thường làm việc chế độ dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị 380/220 (V) tần số công nghiệp f=50(Hz) 1.3 Những yêu cầu thiết kế cung cấp điện nhà máy 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện Phụ tải bao gồm phụ tai loại I loại III nên cần có phương pháp cung cấp điện có đợ tin cậy cao 1.3.2 Chất lượng điện áp 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 nhà máy hố chất điện tử, khí xác điện áp cho phép dao động khoảng 2,5% 1.3.3 An toàn cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn người thiết bị Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành thiết bị điện phải chọn chủng loại công suất Công tác xây dựng, lắp đặt việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến đợ an tồn cung cấp điện CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 2.1Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng -Xác định phụ tải chiếu sáng phân xưởng: 𝑃𝐶𝑆 𝑝𝑥 = 𝑝0 𝑆 (sử dụng đèn sợi đốt có cos𝜑𝑐𝑠 = 1) VD: xác định công xuất chiếu sáng cho phân xưởng 1: 𝑃𝐶𝑆 𝑝𝑥1 = 𝑝0 𝑆1 =18(kW) -Xác định phụ tải tính tốn cho tồn bợ phân xưởng: 𝑃𝑃𝑋 𝑡𝑡 = 𝑃𝑃𝑋 𝑑𝑙 + 𝑃𝑃𝑋 𝑐𝑠 ; 𝑄𝑝𝑥 = 𝑄𝑃𝑋 𝑑𝑙 + 𝑄𝑃𝑋 𝑐𝑠 ; 2 𝑆𝑃𝑋 = √𝑃𝑃𝑋 + 𝑄𝑃𝑋 Kết tổng kết bảng sau: Diện Phân tích xưởng (m2) 900 2250 900 1350 3375 2025 4050 2250 3375 10 900 Pcs (kW) 18.0 22.5 13.5 23.0 67.5 30.4 40.5 29.3 50.6 18.0 cosφ_px 0.8 0.8 0.7 0.6 0.7 0.8 0.6 0.6 0.6 0.7 Pdl (kW) 700 1100 1400 1380 1150 1500 1300 600 1150 250 Qdl (kW) 525.0 825.0 1428.3 1840.0 1173.2 1125.0 1733.3 800.0 1533.3 255.1 Ppx (kW) 718.0 1122.5 1413.5 1403.0 1217.5 1530.4 1340.5 629.3 1200.6 268.0 Qpx (kW) 525.0 825.0 1428.3 1840.0 1173.2 1125.0 1733.3 800.0 1533.3 255.1 Spx (kW) 889.5 1393.1 2009.5 2313.8 1690.8 1899.4 2191.2 1017.8 1947.5 370.0 2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy Do nhà máy có 10 phân xưởng nên lấy hệ số đồng thời 0.85 • Phụ tải tác dụng cho tồn nhà máy; 𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚 = 𝑘đ𝑡 ∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑝𝑥𝑖 =0.85x10843.2=9216.7 (kW) • Phụ tải phản kháng toàn nhà máy: 𝑄𝑡𝑡𝑛𝑚 = 𝑘đ𝑡 ∑𝑛𝑖=1 𝑄𝑡𝑡𝑖 =0.85x11238.2=9552.50(kVAr) • Phụ tải tồn phần nhà máy 2 𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚 = √𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚 + 𝑄𝑡𝑡𝑛𝑚 = 13274.0(kVA) • Hệ số cơng suất toàn nhà máy: Cosφ𝑛𝑛 = 𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚 𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚 = 9216.7 1327.4 =0.69 2.3 Xác định tâm phụ tải điện • Tâm phụ tải điện mợt điểm mà mô men phụ tải ∑ 𝑃𝑖 𝑙𝑖 đại giá trị nhỏ Trong đó: 𝑃𝑖 : cơng suất phụ tải thứ i 𝑙𝑖 : khoảng cách từ phụ tải thứ I đến tâm phụ tải • 𝑇ọ𝑎 độ 𝑡â𝑚 𝑝ℎụ 𝑡ả𝑖 𝑀(𝑥0 , 𝑦0 , 𝑧0 ) xác định sau: 𝑥0 = ∑𝑛 𝑖=1 𝑆𝑖 𝑥𝑖 ∑𝑛 𝑖=1 𝑆𝑖 𝑦0 = ; ∑𝑛 𝑖=1 𝑆𝑖 𝑦𝑖 ∑𝑛 𝑖=1 𝑆𝑖 ; 𝑧0 = ∑𝑛 𝑖=1 𝑆𝑖 𝑧𝑖 ∑𝑛 𝑖=1 𝑆𝑖 Trong 𝑆𝑖 : cơng suất tồn phần phụ tải thứ i (𝑥𝑖 , 𝑦𝑖 , 𝑧𝑖 ): tọa độ phụ tải thứ i − Trong thực tế ta quan tâm đến tọa đợ z nên ta cần xác định tọa độ x y − Tâm phụ tải điểm tốt đặt máy biên áp, trạm phân phối trung tâm nhằm giảm tổn thất điện → Từ ta tính tâm phụ tải điện: 𝑥𝑀 = 𝑦𝑀 = 𝑆1 𝑥1 +𝑆2 𝑥2 +𝑆3 𝑥3 +𝑆4 𝑥4 +𝑆5 𝑥5 +𝑆6 𝑥6 +𝑆7 𝑥7 +𝑆8 𝑥8 +𝑆9 𝑥9 +𝑆10 𝑥10 𝑆1 +𝑆2 +𝑆3 +𝑆4 +𝑆5 +𝑆6 +𝑆7 +𝑆8 +𝑆9 +𝑆10 𝑆1 𝑦1 +𝑆2 𝑦2 +𝑆3 𝑦3 +𝑆4 𝑦4 +𝑆5 𝑦5 +𝑆6 𝑦6 +𝑆7 𝑦7 +𝑆8 𝑦8 +𝑆9 𝑦9 +𝑆10 𝑦10 𝑆1 +𝑆2 +𝑆3 +𝑆4 +𝑆5 +𝑆6 +𝑆7 +𝑆8 +𝑆9 +𝑆10 = 15 =8 ❖ Tọa độ tâm phụ tải điện M(15:8) 2.4 Biểu đồ phụ tải điện • Biểu đồ phụ tải điện mợt vịng trịn có tâm trùng với tâm phụ tải điện diện tích tương ứng với cơng suất phụ tải tính theo tỉ lệ xích • Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết kế hình dung sựu phân bố phụ tải phạm vi thiết kế từ lên phương án cung cấp điện cho phụ tải • Biểu đồ phụ tải điện gồm hai phần: phụ tải chiếu sáng( phần màu trắng) phụ tải động lực (phần gạch chéo) • Bán kính vịng trịn phụ tải xác định theo công thức: 𝑅𝑖 = √ 𝑆𝑖 𝑚 𝜋 Trong đó: m tỉ lệ xích (kVA/𝑚𝑚2 ) thích hợp, thường lấy m xấp xỉ kVA/𝑚𝑚2 𝛼𝑐𝑠 = 360 𝑃𝑝𝑥.𝑐𝑠 𝑃𝑝𝑥 • Kết tính toán 𝑅𝑖 𝛼𝑐𝑠𝑖 ghi bảng sau: Phân xưởng 10 Pcs(kW) 18.0 22.5 13.5 23.0 67.5 30.4 40.5 29.3 50.6 18.0 Ppx(kW) 718.0 1122.5 1413.5 1403.0 1217.5 1530.4 1340.5 629.3 1200.6 268.0 Spx(kW) 889.5 1393.1 2009.5 2313.8 1690.8 1899.4 2191.2 1017.8 1947.5 370.0 x 5.0 15.5 10.0 26.5 3.5 10.5 19.0 3.5 25.5 26.0 x 14.0 5.0 2.0 9.0 8.5 13.5 12.5 1.0 4.5 14.0 α R 19.4 24.3 29.2 31.3 26.8 28.4 30.5 20.8 28.8 12.5 9.0 7.2 3.4 5.9 20.0 7.1 10.9 16.7 15.2 24.2 Biểu đồ phụ tải nhà máy (mỗi có kích thước 15*15m): CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 3.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho nhà máy Cấp điện áp vận hành nguồn điện mạng cao áp nhà máy cấp điện áp lưới điện nơi liên kết hệ thống cung cấp điện nhà máy với hệ thống điện Điểm liên áp nguồn điện tiến hành sau: • Xác định điện áp theo cơng thức kinh nghiệm: 2 𝑈𝑡𝑡 = 4,34 √𝑙 + 0.016𝑃 = 4,34 √10 + 0,016.9132,2 = 54,2(𝑘𝑉 ) Trong : 𝑙: khoảng cách từ trạm biến áp đến nhà máy(km) P: cơng suất tính tốn cảu phụ tải nhà máy Do chọn một cấp điện áp cho trước nên ta chọn cấp điện áp trị số gần với 𝑈𝑡𝑡 35kV 3.2 Sơ chọn thiết bị phương án dây a Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy − Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: + Đưa đường dây trung áp 35KV vào sâu nhà máy đến tận TBA phân xưởng Nhờ đưa trực tiếp điện cao áp vào TBA phân xuởng nên giảm đuợc vốn đầu tư TBA trung gian trạm phân phối trung tâm, giảm tổn thất nâng cao lực truyền tải mạng + Tuy nhiên, nhược điểm sơ đồ độ tin cậy cung cấp điện không cao, thiết bị sử dụng sơ đồ giá thành đắt u cầu trình đợ vận hành phải cao, phù hợp với nhà máy có phụ tải lớn phân xưởng sản xuất nằm tập trung gần nên ta không xét phương án − Phương án sử dụng TBA trung gian (TBATG): + Nguồn 35kV từ hệ thống qua TBATG hạ xuống điện áp 10kV để cung cấp cho TBA phân xưởng Nhờ giảm vốn đầu tư cho mạng điện cao áp nhà máy TBA phân xưởng, vận hành thuận lợi độ tin cậy cung cấp điện cao Song phải đầu tư xây dựng TBATG làm gia tăng tổn thất mạng cao áp Nếu sử dụng phương án này, nhà máy hộ loại nên TBATG phải đặt MBA với công suất chọn theo điều kiện: 𝑆đ𝒎𝑩 ≥ 𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚 = 13274(kVA) => 𝑆đ𝒎𝑩 ≥ 6637(𝑘𝑉𝐴) =>Chọn dùng MBA tiêu chuẩn có Sđm= 10000(kVA) b Chọn công suất máy biến áp: − Chọn máy biến áp Đông Anh chế tạo − Các thông số dùng tính tốn tra catalog cơng ty Đông Anh cung cấp ➢ Điều kiện chọn với trạm có 𝑁𝐵 máy biến áp 𝑆𝑇𝐵𝑎 𝑆đ𝑚𝐵 ≥ 𝑁𝐵 𝑘ℎ𝑐 Trong đó: - 𝑆𝑇𝐵𝐴 : phụ tải cực đại trạn biến áp - 𝑁𝑩 : số máy biến áp trạm - 𝑘ℎ𝑐 : hệ số hiệu chỉnh 𝑆đ𝑚𝐵 theo nhiệt độ vận hành 𝑘ℎ𝑐 = − 𝑡−𝑡0 100 ; (Nếu chọn máy biến áp sản xuất Việt Nam lấy 𝑘ℎ𝑐 =1) ➢ Điều kiện kiểm tra (chỉ áp dụng với trạm có 𝑁𝑩 ≥ 2) 𝑠𝑐 𝑆𝑇𝐵𝐴 𝑆đ𝑚𝐵 ≥ (𝑁𝐵 − 1) 𝑘𝑞𝑡 𝑘ℎ𝑐 Trong đó: 𝑠𝑐 - 𝑆𝑇𝐵𝐴 : phụ tải cực đại trạm biến áp chế độ 𝑁𝐵 máy biến áp không làm việc.( ngừng cấp điện cho phụ tải loại 3) - 𝑘𝑞𝑡 :hệ số tải (Chọn hệ số qua tải 1.4) c Chọn thiết diện dây dẫn − Chọn dây dẫn trần, dây nhom lõi thép cho cấp điện áp 35kV nối từ hệ thống trạm biến áp trung tâm trạm phân phối trung tâm Chọn cáp ngầm ruột đồng cách điện giấy cao su, vỏ bảo vệ kim loại cho cáp nối từ TBATT TPPTT đến phân xưởng − Thơng tính tốn tra sổ tay tra cứu thiết bị cung cấp điện • Chọn thiết diện cáp trung áp • Điều kiện chọn: Chọn theo mật đợ dịng điện kinh tế + Tính thiết diện kinh tế dây dẫn 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑘𝑡 = 𝐽𝑘𝑡 Trong đó: 10 nhánh Udm(kV) S(KVAr) Hệ thống_TBATT 35 13273.97 TBATT-B1 35 889.47 TBATT-B2 35 1393.07 TBATT-B3 35 3027.29 TBATT-B4 35 2683.81 TBATT-B5 35 1690.79 TBATT-B6 35 1899.39 TBATT-B7 35 2191.21 TBATT-B9 35 1947.46 B3-PX8 35 1017.82 B4-PX10 35 369.97 I(A) Jkt Fkt chọn F 109.5 7.3 11.5 25.0 22.1 13.9 15.7 18.1 16.1 16.8 6.1 2 2 2 2 2 109.5 3.7 5.7 12.5 11.1 7.0 7.8 9.0 8.0 8.4 3.1 120 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Icp 385 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105 Bảng tổng kết chọn dây dẫn cho phương án 3: 3.2.4 Phương án 4: sử dụng trạm phân phối trung tâm 10 trạm biến áp phân xưởng − Điện cấp từ hệ thống đến trạm phân phối trung tâm nhà máy đường dây 35kV từ trạn phân phối trung tâm kéo phân xưởng Tại phân xưởng đặt máy biến áp hạ áp 35/0.4kV Sơ đồ dây cho phương án 4: 17 Phân xưởng Phụ tải tính tốn trạm biến áp Ptba Qtba Stba (kW) (kVAr) (kVA) 718.0 525.0 889.5 1122.5 825.0 1393.1 1413.5 1428.3 2009.5 1403.0 1840.0 2313.8 1217.5 1173.2 1690.8 1530.4 1125.0 1899.4 1340.5 1733.3 2191.2 629.3 800.0 1017.8 1200.6 1533.3 1947.5 10 268.0 255.1 370.0 Chọn trạm biến áp Kí Sđmb hiệu (kVA) Nb B1 630 B2 800 B3 1250 B4 1600 B5 1000 B6 1250 B7 1250 B8 1250 B9 1600 B10 Loại Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời Ngoài trời 400 điều kiện kiểm tra ✓ 630.2 ✓ 796.0 ✓ 1146.5 ✓ 1318.9 ✓ 952.4 ✓ 1080.7 ✓ 1095.6 ✓ 0.0 ✓ 1383.6 ✓ 0.0 Bảng tổng kết chọn máy biến áp cho phương án 4: nhánh Hệ thống_TBAT T TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B3 TBATT-B4 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B9 B5-PX8 B7-PX10 Udm (kV) S(KVAr) 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 I(A) 13273.97 889.47 1393.07 2009.47 2313.84 2708.61 1899.39 2561.17 1947.46 1017.82 369.97 109.5 7.3 11.5 16.6 19.1 22.3 15.7 21.1 16.1 16.8 6.1 Jkt Fkt 2 2 2 2 2 109.5 3.7 5.7 8.3 9.5 11.2 7.8 10.6 8.0 8.4 3.1 chọn F 120 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Icp 385 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105 Bảng tổng kết chọn dây dẫn cho phương án 4: 3.4 Tính tốn kinh tế kĩ thuật, chọn phương án thiết kế 3.4.1 Tính tốn vốn đầu tư thiết bị ➢ Trên sở chọn công suất máy biến áp tiết diện dây dẫn ta tính khối lượng vật tư thiêt bị (chỉ xét máy biến áp dây dẫn) Áp giá ta tính vốn đầu tư cho phương án Kết tổng kết bảng bên dưới: 18 Phương án Thiết bị MBA 35/10kV10000kVA MBA 35/0.4-400kVA MBA 35/0.4-630kVA MBA 35/0.4-800kVA MBA 35/0.4-1000kVA MBA 35/0.4-1250kVA MBA 35/0.4-1600kVA MBA 10/0.4-400kVA MBA 10/0.4-630kVA MBA 10/0.4-800kVA MBA 10/0.4-1000kVA MBA 10/0.4-1250kVA MBA 10/0.4-1600kVA Đường dây không 35kV 3x120mm2 Cáp 35kV 3x10mm2 Cáp 10kV 3x10mm2 Cáp 10kV 3x25mm2 Cáp 10kV 3x35mm2 Cáp 10kV 3x50mm2 tổng giá Phương án Phương án Phương án Đơn vị Đơn giá (106 đ) SL Thành tiền(106 đ) SL Thành tiền(106 đ) SL Thành tiền(106 đ) SL Thành tiền(106 đ) Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc Chiếc 950 75 100 120 150 170 200 65 90 100 130 150 180 0 0 0 2 1900 0 0 0 65 180 200 260 1050 649 0 0 0 2 1900 0 0 0 65 180 200 260 1050 649 2 0 0 0 75 200 240 300 1190 721 0 0 0 2 0 0 0 75 200 240 300 1190 721 0 0 0 km m m m m m 180 0.048 0.040 0.010 0.014 0.200 20 765 1365 450 3600 31 14 7955 20 900 1455 900 3600 36 15 13 7967 20 3150 0 0 3600 151 0 0 6477 20 3255 3600 156 0 0 6482 19 3.4.2 Tính tốn tổn thất điện năng: Việc tính tốn tổn thất cơng suất điện tính mẫu cho phương án Các phương án sau làm tương tự ❖ Tổn thất điện đường dây Tổn thất điện đoạn đường dây xác định sau: △ 𝐴 =△ 𝑃.= 𝑃2 +𝑄2 𝑈đ𝑚 𝑅 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 đó: • P, Q công suất tác dụng phản kháng chạy đoạn đường dây (hoặc cáp) • R : Điện trở đoạn đường dây R = ro.l, ro l điện trở đơn vị (/km) chiều dài đoạn đường dây (km) • Uđm : Điện áp định mức đường dây • : Thời gian tổn thất công suất lớn = (0,124 + 𝑇𝑀𝑎𝑥 10−4 )2 8760 = (0,124 + 5100 10−4 )2 8760 = 3521 VD: tính tổn thất đường dây cho phương án 1, đoạn nối từ MBATT đến phân xưởng 1với 𝑈đ𝑚 = 10𝐾𝑉; P=718kVA; Q=525kVAr; đường dây mạch kép R=𝑅0 𝑙/2 = 0.276Ω △ 𝐴 =△ 𝑃.= 𝑃2 +𝑄2 𝑈đ𝑚 𝑅 = 7182 +5252 102 0,276.3521 = 7688(𝑘𝑊ℎ) Làm tương tự với đường dây khác ta bảng tổng kết tổn thất điện đường dây cho tường phương án: Phướng án 1: Nhánh HT_TBATT TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B3 TBATT-B4 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B9 B3-PX8 B4-PX10 tổng Thông số đường dây chiều Udm(kV) dài R0 35 10.00 0.25 10 0.30 1.84 10 0.03 0.74 10 0.29 0.37 10 0.14 0.52 10 0.23 0.74 10 0.23 0.74 10 0.09 0.52 10 0.15 0.74 10 0.11 0.74 10 0.17 1.84 20 R 1.250 0.276 0.011 0.053 0.035 0.083 0.083 0.023 0.056 0.078 0.304 △A(kWh) P Q 9216.7 9552.5 633055 718.0 525.0 7688 1122.5 825.0 758 2042.8 2228.3 16964 1671.0 2095.1 8875 1217.5 1173.2 8380 1530.4 1125.0 10575 1340.5 1733.3 3956 1200.6 1533.3 7411 629.3 800.0 2834 268.0 255.1 1463 701961 Phương án 2: Nhánh Hệ thống_TBATT TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B3 TBATT-B4 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B9 B5-PX8 B7-PX10 tổng Thông số đường dây chiều Udm(kV) dài R0 35 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10.000 0.300 0.030 0.285 0.135 0.225 0.225 0.090 0.150 0.075 0.300 0.25 1.84 0.74 0.74 0.52 0.52 0.74 0.52 0.74 0.74 1.84 R P Q 1.250 0.276 0.011 0.105 0.035 0.059 0.083 0.023 0.056 0.056 0.552 9216.7 718.0 1122.5 1413.5 1403.0 1846.8 1530.4 1608.5 1200.6 629.3 268.0 R P Q 1.250 0.276 0.028 0.262 0.124 0.207 0.207 0.083 0.138 0.138 0.552 9216.7 718.0 1122.5 2042.8 1671.0 1217.5 1530.4 1340.5 1200.6 629.3 268.0 9552.5 525.0 825.0 2228.3 2095.1 1173.2 1125.0 1733.3 1533.3 800.0 255.1 9552.5 525.0 825.0 1428.3 1840.0 1973.2 1125.0 1988.4 1533.3 800.0 255.1 △A(kWh) 633055 7688 758 14993 6617 15045 10575 5389 7411 2024 2660 706216 Phương án 3: Nhánh Hệ thống_TBATT TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B3 TBATT-B4 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B9 B3-PX8 B4-PX10 tổng Thông số đường dây chiều Udm(kV) dài R0 35 10.000 35 0.300 35 0.030 35 0.285 35 0.135 35 0.225 35 0.225 35 0.090 35 0.150 35 0.075 35 0.300 0.25 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 21 △A(kWh) 633055 628 154 6887 2564 1701 2146 1143 1504 411 217 650410 Phương án 4: Nhánh Hệ thống_TBATT TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B3 TBATT-B4 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B9 B5-PX8 B7-PX10 tổng Thông số đường dây chiều Udm(kV) dài R0 35 10.000 10 0.300 10 0.030 10 0.285 10 0.135 10 0.225 10 0.225 10 0.090 10 0.150 10 0.075 10 0.300 0.25 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 1.84 R P 1.250 0.276 0.028 0.262 0.124 0.207 0.207 0.083 0.138 0.138 0.552 9216.7 718.0 1122.5 1413.5 1403.0 1846.8 1530.4 1608.5 1200.6 629.3 268.0 Q △A(kWh) 9552.5 525.0 825.0 1428.3 1840.0 1973.2 1125.0 1988.4 1533.3 800.0 255.1 633055 7688 1886 37279 23413 53236 26294 19069 18428 5034 2660 828043 ❖ Tổn thất điện máy biến áp Tổn thất điện trạm biến áp xác định sau: △ 𝐴 = NB P0 8760 + NB ( Smax ) PN SđmB Trong : - NB: Số máy biến áp trạm biến áp - Smax: Phụ tải lớn trạm biến áp - SđmB, P0 PN : Công suất định mức, tổn thất không tải tổn thất ngắn mạch máy biến áp - : Thời gian tổn thất công suất lớn VD:tính tổn thất cho máy biến áp B1 phương án 1: △ 𝐴𝑃𝑋1 Smax ) PN = NB P0 8760 + ( NB SđmB 889.5 =2.952.8760+2 ( 630 ) = 32355.9(𝑘𝑊ℎ) Làm tương tự với máy biến áp khác, kết tổng hợp bảng sau 22 (Hai phương án có chung kết có chung cách chọn máy biến áp) Thông số máy biến áp(w) số máy △𝑃0 △𝑃𝑁 △A(kWh) SđmB biến áp Smax 952 4467.3 630 889.5 32355.9 1010 6400 800 1393.1 51860.0 1800 14000 1250 2009.5 95231.5 2200 16000 1600 2313.8 97453.3 1157 8315.8 1000 1690.8 62123.2 1800 14000 1250 1899.4 88443.7 1800 14000 1250 2191.2 107273.4 1800 14000 1250 1017.8 48450.5 2200 16000 1600 1947.5 80274.6 860 4470 400 370.0 20997.7 29000 92000 10000 13274.0 793461.2 1477924.9 Máy biến áp B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 BATT Tổng Bảng tính tổn thất công suất máy biến áp cho phương án 2: Phương án 4: (Hai phương án có chung cchs chọn máy biến áp nên có chung kết qur tính tổn thất máy biến áp) Máy biến áp B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 tổng Thông số máy biến áp(w) △𝑃0 1400 1650 2000 2700 1900 2000 2000 2000 2700 1050 △𝑃𝑁 SđmB 6500 630 11000 800 16000 1250 18000 1600 12000 1000 16000 1250 16000 1250 16000 1250 18000 1600 4600 400 số máy biến áp 2 2 2 2 △A(kWh) Smax 889.5 47338.1 1393.1 87628.8 2009.5 107834.8 2313.8 113576.9 1690.8 93682.7 1899.4 100077.4 2191.2 121597.1 1017.8 54871.4 1947.5 94250.9 370.0 23053.7 789556.5 Bảng tính tổn thất cơng suất máy biến áp cho phương án 4: 23 3.4.3 Tổng kết chi phí tính tốn: • Tính tốn vốn đầu tư xây dựng mạng điện (chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp 𝐾 = 𝐾𝐵 + 𝐾𝐷 • Tổn thất điện phương án bao gồm tổn thất điện TBA đường dây: A = 𝐴𝐵 + 𝐷𝐷 • Chi phí tính tốn: 𝑍 = (𝑎𝑣ℎ + 𝑎𝑡𝑐 )𝐾 + 𝐶.△ 𝐴 (lấy 𝑎𝑣ℎ + 𝑎𝑡𝑐 =0.1+0.2) VD: Chi phí tính tốn phương án 1: + Vốn đầu tư: 𝐾 = 𝐾𝐵 + 𝐾𝐷 = 7955 106 (đ) + Tổng tổn thất điện TBA đường dây: A = 𝐴𝐵 + 𝐴𝐷 (kWh) + Chi phí tính tốn: 𝑍 = (𝑎𝑣ℎ + 𝑎𝑡𝑐 )𝐾 + 𝐶.△ 𝐴=(0,1+0,2).7955 106 +1000 106 =4566.2782 Phương án Phương án Phương án Phương án Phương án Vốn đầu tư 7955 7967 6477 6482 Tổn thất điện 2179886 2184141 1439967 1617600 Chi phí tính tốn 4566.2782 4574.3132 3383.1901 3562.3351 Bảng tổng hợp tiêu kinh tế kĩ thuật phương án: • Nhận xét: phương án có vốn đầu tư, tổn thất điện năng, chi phí tính tốn thấp nên chọn phương án làm phương án thiết kế 3.5 Sơ đồ sợi mạng cao áp nhà máy 24 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy 25 Sơ đồ tủ phân phối trạm phân phối trung tâm 26 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ VÀ VỊ TRÍ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ 4.1 Vai trò việc đặt bù công suất phản kháng − Giảm tiền điện: Khi lắp đặt tủ tụ bù cơng suất phản kháng, hóa đơn tiền điện giảm đáng kể Hiện đồng hồ lắp cho nhà máy hiển thị loại công suất: công suất thực P (kW), công suất phản kháng Q (Kvar) công suất biểu kiến S (Kva) Tiền mà thường bị phạt tiền mua điện phản kháng Đối với hợ dân tính tiền cơng suất P (kWh) Cịn doanh nghiệp sản lượng tiêu thụ thường lớn nên phải trả thêm công suất phản kháng (Kvar) − Giảm tổn hao dây truyền tải:Có hai thành phần làm cho cơng suất điện bị tổn hao: Thành phần công suất tác dụng khơng thể giảm, thành phần cơng suất phản kháng hồn tồn xử lý Với việc giảm tổn hao công suất phản kháng dẫn đến giảm tổn hao công suất biểu kiến Trong trường hợp ta nên bù gần tối đa 0.9 để giảm tổn thất điện − Bù công suất phản kháng giảm sụt áp: Chúng ta biết có hai nguyên nhân dẫn tới tổn thất điện áp công suất tác dụng công suất phản kháng Nguyên nhân tổn thất công suất tác dụng khơng xử lý Nhưng cơng suất phản kháng hồn tồn giảm cách bù CSPK − Bù công suất phản kháng tăng khả truyền tải dây: Dòng điện chạy đường dây gồm thành phần tác dụng phản kháng Nếu ta bù cuối đường dây dịng phản kháng bớt Chính lẽ ta cho đường dây tải thêm dịng tác dụng, cách làm đơn giản − Ngoài tác dụng khơng thể khơng nhắc tới tác dụng tủ tụ bù hạ máy biến áp Nó giúp bù cơng suất phản kháng giúp tăng công suất thực máy biến áp Từ S=U*I ta thấy dung lượng máy biến áp gồm phần P Q Nếu ta bù tốt S gần P, điều cho phép máy biến áp tăng thêm tải 4.2 Xác định vị trí đăt tụ bù ➢ Nhận thấy phân xưởng cấc phân xưởng loại 3, có cơng suất nhỏ so với phân xưởng khác nên để thuận tiện cho việc vận hành, quản lý, bảo dưỡng sửa chữa tổn thất đường dây ta nên đặt bù phía hạ áp trạm biến áp 𝐵1 , 𝐵2 , 𝐵3 , 𝐵4 , 𝐵5 , 𝐵6, 𝐵7 , 𝐵9 27 Sơ đồ vị trí đặt tụ bù 28 4.3 Tính tốn xác định dung lượng bù ➢ Theo yêu cầu cần nâng hệ số công suất lên 0,9-0,95 Chọn bù hệ số công suất đến 0.9 Từ ta xác định tổng dung lượng bù cần thiết: 𝑄𝑏 = [tan (𝑐𝑜𝑠 −1 (0.69)) - tan (𝑐𝑜𝑠 −1 (0.9))]* 𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚 = [tan (𝑐𝑜𝑠 −1 (0,69)) - tan (𝑐𝑜𝑠 −1 (0,9))]*9552.5 = 5394 (kVAr) 𝑄𝑏 phải phân phối xuống phân xưởng để giảm tổn thất điện lưới điện nhà máy Sơ đồ thay thế: ➢ Đối với mạng hình tia điện trở tương đương bằng: 𝑅𝑡đ = 𝑅𝑑 + 𝑅𝐵 ( 𝑅𝑑 //𝑅𝐵1 ) o 𝑅𝑑 : 𝑙à đ𝑖ệ𝑛 𝑡𝑟ở 𝑑â𝑦 𝑑ẫ𝑛 𝑡ừ 𝑡𝑟ạ𝑚 𝑝ℎâ𝑛 𝑝ℎố𝑖 𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑡â𝑚 đế𝑛 𝑝ℎâ𝑛 𝑥ưở𝑛𝑔 o 𝑅𝐵 : 𝑙à đ𝑖ệ𝑛 𝑡𝑟ở 𝑚á𝑦 𝑏𝑖ế𝑛 á𝑝 Công suất phản kháng cần bù 𝑄𝑏 Ta có hàm mục tiêu: △ 𝑃 = [(𝑄1 − 𝑄𝑏1 )2 𝑅1 + (𝑄2 − 𝑄𝑏2 )2 𝑅2 + ⋯ + (𝑄𝑖 − 𝑄𝑏𝑖 )2 𝑅𝑖 ]/𝑈đ𝑚 Điều kiện: 𝑄1 + 𝑄2 + ⋯ + 𝑄𝑖 = 𝑄𝑏 Do : 29 △ 𝑃 = [(𝑄1 − 𝑄𝑏1 )2 𝑅1 + (𝑄2 − 𝑄𝑏2 )2 𝑅2 + ⋯ + (𝑄𝑖 − 𝑄𝑏 + 𝑄𝑏1 + 𝑄2 + ⋯ )2 𝑅𝑖 ]/𝑈đ𝑚 Điều kiện tối ưu: + ∂△ 𝑃/∂𝑄𝑏1 = - 2(𝑄1 − 𝑄𝑏1 ) 𝑅1 + 2(𝑄𝑖 − 𝑄𝑏 + 𝑄𝑏1 + 𝑄2 + ⋯ ) 𝑅𝑖 = + ∂△ 𝑃/∂𝑄𝑏2 = - 2(𝑄2 − 𝑄𝑏2 ) 𝑅2 + 2(𝑄𝑖 − 𝑄𝑏 + 𝑄𝑏1 + 𝑄2 + ⋯ ) 𝑅𝑖 = Nhận thấy: (𝑄1 − 𝑄𝑏1 ) 𝑅1 = (𝑄2 − 𝑄𝑏2 ) 𝑅2 = 𝐻(ℎằ𝑛𝑔 𝑠ố) Hay: 𝑄𝑖 − 𝑄𝑏𝑖 = 𝐻/𝑅𝑖 (1) → 𝑄1 + 𝑄2 + ⋯ + 𝑄𝑖 - (𝑄𝑏1 + 𝑄2 + +𝑄𝑏𝑖 ) = 𝐻 1 + +⋯+ 𝑅1 𝑅2 𝑅𝑖 = 𝐻 𝑅𝑡đ (𝑄𝛴 − 𝑄𝑏 ) 𝑅𝑡đ = 𝐻 Thay H vào (1) ta được: 𝑄𝑏𝑖 = 𝑄𝑖 − (𝑄𝛴 − 𝑄𝑏 ) 𝑅𝑡đ /𝑅𝑖 VD: tính dung lượng bù phân xưởng 𝑅1 = 𝑅𝑑1 + 𝑅𝐵1 = 10.3(Ω) 𝑄𝑏1 = 𝑄1 − (𝑄𝛴 − 𝑄𝑏 ) 𝑅𝑡đ /𝑅1 = 525 − (11238-5394)*0.75 =100.9 (kVAr) Làm tương tự với phân xưởng lại Kết tổng hợp bảng sau: 𝑅𝑡đ =0.7479(Ω); 𝑄𝛴 =11238(kVAr); 𝑄𝑏 =5394(kVAr) Bù CSPK cho phân xưởng 𝑅𝑖 𝑄𝑖 𝑄𝑏𝑖 PX1 10.3 525.0 100.9 PX2 10.6 825.0 410.9 PX3+8 4.5 2228.3 1250.4 PX4+10 4.0 2095.1 991.2 PX5 7.6 1173.2 594.8 PX6 6.5 1125.0 450.3 PX7 6.4 1733.3 1045.5 PX9 4.4 1533.3 549.9 Tổng 5394.0 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách Lưới điện hệ thống điện I Nhà xuất khoa học kĩ thuật Trần Bách Giáo trình lưới điện Nhà xuất giáo dục Catalog công ty thiết bị điện Đông Anh-Hà Nội Vũ Văn Tẩm, Ngô Hồng Quang Giáo trình thiết kế cấp điện nhà xuất giáo dục Việt Nam 31 ...ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY I TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY II CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực 110/35/22 kV cách nhà máy. .. Biểu đồ phụ tải nhà máy (mỗi có kích thước 15*15m): CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 3.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho nhà máy Cấp điện áp vận hành nguồn điện mạng cao áp nhà máy. .. tính tốn thấp nên chọn phương án làm phương án thiết kế 3.5 Sơ đồ sợi mạng cao áp nhà máy 24 Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy 25 Sơ đồ tủ phân phối trạm phân phối trung tâm 26 CHƯƠNG