Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN I. Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp II. Các số liệu ban đầu: 1. Các thông số cơ bản. Dữ kiện về các phân xưởng của xí nghiệp được cho trong bảng. Nguồn điện 22kV từ hướng Tây tới; công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ; khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L=500(2+) (m). Thời gian sử dụng công suất cực đại là =4400(h); phụ tải loại I và loại II chiếm kIII = 70%. Giá thành tổn thất điện năng c =1800 đkWh; suất thiệt hại do mất điện gth = 10000 đkWh; hệ số atc=0,125. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) là Ucp= 5%. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện. Phan Văn Trường => α= N = 1,25 ; β = Q =1,25; γ= V = 1,25 Suy ra Sk =562,5 (MVA) và L = 1625 (m) 2. Số liệu các phân xưởng. Ký hiệu trên sơ đồ mặt bằng Tên phân xưởng và phụ tải Tổng công suất đặt, kW Hệ số nhu cầu, knc Hệ số công suất, cosφ 1 Phân xưởng thiết bị cắt 1 375 0,42 0,70 2 Phân xưởng thiết bị cắt 2 375 0,42 0,70 3 Phân xưởng dụng cụ 312,5 0,42 0,70 4 Phân xưởng sửa chữa điện 150 0,33 0,78 5 Phân xưởng làm khuôn 100 0,34 0,70 6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 437,5 0,42 0,70 7 Nhà hành chính, sinh hoạt 50 0,34 0,84 8 Khối các nhà kho 35 0,37 0,77 9 Phân xưởng thiết bị không tiêu chuẩn 30 0,39 0,61 10 Nhà ăn 260 0,45 0,86 11 Phân xưởng gia công 162 0,45 0,78 3. Mặt bằng phân xưởng (tỷ lệ 1:1000). III. Nội dung 1. Xác định phụ tải tính toán toàn xí nghiệp. 2. Lựa chọn sơ đồ nối điện của hệ thống cung cấp điện 3. Tính toán lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ 4. Tính toán và bù công suất phản kháng nâng cao cos IV. Các bảng biểu, bản vẽ 1. Các phương án mạng điện, biểu đồ phụ tải. 2. Sơ đồ nguyên lý và mặt bằng mạng điện đã lựa chọn 3. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp phân phối điển hình. Ngày giao: Ngày nộp: Giảng viên hướng dẫn TS Đặng Việt Hùng   DANH MỤC BẢNG BIỂU – HÌNH VẼ Bảng 3 1 Tính toán tổng hợp phụ tải cho các phân xưởng. 5 Bảng 2.1 1 Tọa độ của từng phận xương. 6 Bảng 2.2 1 Tọa độ tính toán của các trạm biến áp phân xưởng. 8 Bảng 2.2 2Tọa độ tâm của các trạm biến áp thực tế. 9 Bảng 2.2 3 Bảng tính toán công suất của MBA trong trạm B1. 10 Bảng 2.2 4 Bảng tính toán công suất của MBA trong trạm B2. 10 Bảng 2.2 5 Bảng tính toán công suất của MBA trong trạm B3. 11 Bảng 2.2 6 Bảng tính toán công suất của MBA trong trạm B4. 11 Bảng 2.2 7 Bảng tính toán công suất của MBA trong trạm B5. 12 Bảng 2.2 8 Bảng tính toán công suất của MBA trong trạm B6. 12 Bảng 2.2 9 Bảng thông số của MBA do CTTBĐ ĐA chế tạo. 13 Bảng 2.3 1 Bảng tổn thất điện năng của MBA. 14 Bảng 2.3 2 Tiết diện dây dẫn từ TPPTT đến các TBA phân xưởng của phương án 1. 16 Bảng 2.3 3 Tiết diện dây dẫn từ TBA phân xưởng và đến các phân xưởng của phương án 1. 17 Bảng 2.3 4 Giá tiền dây dẫn trong phương án 1. 17 Bảng 2.3 5 Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng cho phương án 1. 18 Bảng 2.3 6 Tiết diện dây dẫn từ TPPTT đến các TBA phân xưởng và đến các phân xưởng phương án 2. 19 Bảng 2.3 7 Tiết diện dây dẫn từ TBA phân xưởng và đến các phân xưởng của phương án 2. 20 Bảng 2.3 8 Giá tiền dây dẫn trong phương án 2. 20 Bảng 2.3 9 Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng cho phương án 2. 21 Bảng 2.3 10 Tổng kết lựa chọn phương án tối ưu. 22 Bảng 3.1 1 Tổng trở dây dẫn từ TPPTT đến các TBA phân xưởng. 25 Bảng 3.1 2 Tính toán ngắn mạch trên thanh cái. 27 Bảng 3.2 1 Bảng thông số của thanh góp. 29 Bảng 3.2 2 Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC. 29 Bảng 3.2 3 Thông số kỹ thuật của cầu chì 30 Bảng 3.2 4 Thông số kỹ thuật của aptomat. 32 Bảng 3.2 5 Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME14. 32 Bảng 3.2 6 Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS34. 33 Bảng 3.2 7 Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào BM35. 34 Bảng 4.2 1 Điện trở đường dây cáp trung áp. 39 Bảng 4.2 2 Điện trở của các máy biến áp. 39 Bảng 4.2 3 Điện trở các đường dây trung áp 22kV. 40 Bảng 4.2 4 Giá trị bù công suât phản kháng từng nhánh. 41 Bảng 4.2 5 Công suất tụ bù và số lượng tụ bù ở tại thanh cái TBA. 41   DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.3 1 Sơ đồ đi dây phương án 1. 21 Hình 2.3 2 Sơ đồ đi dây phương án 2. 25 Hình 2.3 3 Sơ đồ phương án tối ưu. 29 Hình 3.1 1 Sơ đồ nguyên lí trạm phân phối trung tâm. 30 Hình 3.1 2 Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm. 31 Hình 3.1 3 Sơ đồ nguyên lí mạng điện toàn nhà máy. 31 Hình 3.1 4 Sơ đồ thay thế để tính ngắn mạch trung áp TPPTT. 33 Hình 3.1 5 Sơ đồ thay thế để tính ngắn mạch cho TBA phân xưởng B1. 33 Hình 3.2 1: Sơ đồ nguyên lí trạm máy biến áp phân xưởng. 41 Hình 3.2 2 Sơ đồ đấu nối trạm máy biến áp. 42 Hình 4.2 1 Sơ đồ thay thế mạng cao áp XN dùng để tính toán công suất bù tại thanh cái hạ áp các TBAPX. 45 MỤC LỤC CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 3 1.1. Tính phụ tải chiếu sáng 3 1.2. Tính toán phụ tải động lực 3 1.3. Tổng hợp phụ tải từng phân xưởng 4 CHƯƠNG 2 – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TOÀN XÍ NGHIỆP 6 2.1. Xác định tâm phụ tải toàn xí nghiệp 6 2.2. Lựa chọn công suất và số lượng MBA 7 2.2.1. Chọn cấp điện áp (nếu chưa có) 7 2.2.2. Chọn số lượng và công suất TBA phân xưởng 7 2.3. Lựa chọn sơ đồ mạng điện của xí nghiệp 13 2.3.1. Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm phân phối trung tâm 13 2.3.2. Chọn dây dẫn từ trạm PPTT tới các TBA phân xưởng 14 CHƯƠNG 3 – TÍNH NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 24 3.1. Tính toán ngắn mạch 24 3.1.1. Sơ đồ tính toán ngắn mạch 24 3.1.2. Tính dòng ngắn mạch tại các điểm 26 3.2. Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện 28 3.2.1. Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp điện 28 3.2.2. Lựa chọn thiết bị điện 30 3.2.3 Lựa chọn thiết bị điện cho trạm biến áp phân xưởng: 35 CHƯƠNG 4 – TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 38 4.1. Cơ sở tính toán bù công suất phản kháng 38 4.1.1. Các biện pháp bù công suất phản kháng 38 4.1.2. Chọn thiết bị bù 38 4.2. Tính toán và lựa chọn mạch tụ bù 39 4.2.1. Lựa chọn vị trí và công suất bù 39 4.2.2 Chọn dây và thiết bị bảo vệ cho mạch bù 41 4.2.3 Đánh giá hiệu quả của bù 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

Đồ án môn học cung cấp điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN I Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp II Các số liệu ban đầu: Các thông số Dữ kiện phân xưởng xí nghiệp cho bảng Nguồn điện 22kV từ hướng Tây tới; công suất ngắn mạch điểm đấu điện Sk = ( β + 1) × 250 MVA ; khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L=500(2+β) TM (m) Thời gian sử dụng công suất cực đại =4400(h); phụ tải loại I loại II chiếm kI&II = 70% Giá thành tổn thất điện c∆ =1800 đ/kWh; suất thiệt hại điện gth = 10000 đ/kWh; hệ số a tc=0,125 Hao tổn điện áp cho phép mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) ∆Ucp= 5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Phan Văn Trường => α= N = 1,25 ; β = Q =1,25; γ= V = 1,25 Suy Sk =562,5 (MVA) L = 1625 (m) Số liệu phân xưởng Ký hiệu sơ đồ mặt Tên phân xưởng phụ tải Phân xưởng thiết bị cắt Tổng công suất đặt, Hệ số nhu cầu, knc Hệ số công suất, cosφ 375 0,42 0,70 Phân xưởng thiết bị cắt 375 0,42 0,70 Phân xưởng dụng cụ 312,5 0,42 0,70 Phân xưởng sửa chữa điện 150 0,33 0,78 Phân xưởng làm khuôn 100 0,34 0,70 Phân xưởng sửa chữa khí 437,5 0,42 0,70 Nhà hành chính, sinh hoạt 50 0,34 0,84 Khối nhà kho 35 0,37 0,77 kW -1- Đồ án môn học cung cấp điện Phân xưởng thiết bị không tiêu chuẩn 30 0,39 0,61 10 Nhà ăn 260 0,45 0,86 11 Phân xưởng gia công 162 0,45 0,78 Mặt phân xưởng (tỷ lệ -1:1000) III Nội dung Xác định phụ tải tính tốn tồn xí nghiệp Lựa chọn sơ đồ nối điện hệ thống cung cấp điện Tính tốn lựa chọn kiểm tra phần tử sơ đồ Tính tốn bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ IV Các bảng biểu, vẽ Các phương án mạng điện, biểu đồ phụ tải Sơ đồ nguyên lý mặt mạng điện lựa chọn Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp phân phối điển hình Ngày giao: / / Ngày nộp: / / Giảng viên hướng dẫn -2- Đồ án môn học cung cấp điện TS Đặng Việt Hùng -3- Đồ án môn học cung cấp điện DANH MỤC BẢNG BIỂU – HÌNH VẼ -4- Đồ án môn học cung cấp điện MỤC LỤC -5- Đồ án môn học cung cấp điện CHƯƠNG – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Tính phụ tải chiếu sáng Trong nhóm đồ án này, ta cần tính cơng suất chiếu sáng cho phân xưởng nhà máy dựa vào diện tích suất chiếu sáng đơn vị P0cs = 15 W/m2 , cosϕ = 0,85 Phụ tải chiếu sang xí nghiệp cơng nghiệp xác định theo phương pháp công suất chiếu sang đơn vị diện tích: Pcs = P0cs.S = P0cs.a.b (kW) (1.1) Trong đó: - P0 cơng suất chiếu sáng đơn vị diện tích chiếu sáng với P0cs = 15W/m2 - S diện tích chiếu sang (m2) - a chiều dài phân xưởng (m) - b chiều rộng phân xưởn (m) Vậy phụ tải chiếu sáng phân xưởng thiết bị cắt : Pcs1 = = 7,98 (kW) Ở trường hợp ta có cosφ = 0,85 nên : Qcs1 = Pcs1.tanφ = 4,95 (kVar) Tính tốn phụ tải động lực Xác định theo công suất đặt hệ số nhu cầu cho Tổng hợp cho nhóm động lực theo hệ số đồng thời Phụ tải động lực xí nghiệp cơng nghiệp xác định theo hệ số nhu cầu, knc với công suất đặt phân xưởng phụ tải xác định sau: Pdl = knc Pđ (kW) (1.2) Qdl = Pdl tanφ (kVar) (1.3) -6- Đồ án môn học cung cấp điện Trong đó: - knc hệ số nhu cầu phân xưởng phụ tải - Pđ công suất đặt phân xưởng phụ tải Vậy phụ tải động lực phân xưởng thiết bị cắt là: Pdl1 = 0,42 375 = 157,5 (kW) Qdl1 = 157,5 1,02 = 160,65 (kVar) Tổng hợp phụ tải phân xưởng Từ tính tốn ta tổng hợp phụ tải cho phân xưởng sau: Vậy phụ tải tính tốn phân xưởng thiết bị cắt là: Pttpx1 = Pđl + Pcs = 157,5 + 7,98 = 165,48 (kW) (1.4) Qttpx1 = Qdl + Qcs =160,65 + 7,82 = 165,63 (kVar) (1.5) Sttpx1 = = = 234,13 (kVA) (1.6) = kđt = 0,85.989,54 = 841,11 (kW) (1.7) Xác định theo hệ số đồng thời với kdt=0,85: Pttxnđt= k N ∑P ttpxi Hệ số công suất trung bình tồn xí nghiệp: cos ϕtbxn = ∑ Pttpxi cos ϕ pxi ∑ Pttpxi = 0,73 (1.8) Xét thêm tổn thất mạng điện (10%) khả phát triển phụ tải 10 năm (10%), ta có số liệu tính tốn phụ tải tồn phân xưởng là: PttxnΣ = 1, 2.Pttxn SttxnΣ = PttxnΣ cos ϕtbxn = 1,2.841,11 = 1009,33 (kW) (1.9) = = 1377 (kVA) 2 QttxnΣ = Sttxn Σ − PttxnΣ (1.10) = = 936,69 (kVar) -7- (1.11) Đồ án môn học cung cấp điện Bảng 3-1 Tính tốn tổng hợp phụ tải cho phân xưởng Ký hiệu đồ mặt Tên phân xưởng phụ tải Tổng công suất đặt (kW) Hệ số nhu cầu Knc Hệ số công suất, cosφ tgφ Pcs Qcs (kW (kVa ) r) Phân xưởng thiết bị cắt 375 0,42 0,7 1,02 7,98 Phân xưởng thiết bị cắt 375 0,42 0,7 1,02 Phân xưởng dụng 312,5 0,42 cụ 0,7 Ptt (kW) Qtt (kVar) Stt (KVA 7,82 165,48 165,63 234,13 6,72 6,59 164,22 164,85 232,69 1,02 6,3 6,18 137,55 137,81 194,71 Phân xưởng sửa chữa điện 150 0,33 0,78 0,8 3,7 4,61 53,20 42,01 67,78 Phân xưởng sửa làm khuôn 100 0,34 0,7 1,02 1,43 1,4 35,43 35,57 50,21 Phân xưởng sủa chữa khí 437,5 0,42 0,7 1,02 1,63 1,85 185,38 188,47 264,36 Nhà hành chính, sinh hoạt 50 0,34 0,84 0,65 4,05 6,27 21,05 13,49 25,00 Khối nhà kho 35 0,37 0,77 0,83 5,44 6,56 18,39 14,10 23,17 Phân xưởng thiết bị không tiêu 30 0,37 0,61 1,3 1,28 0,99 12,98 15,99 20,60 10 Nhà ăn 260 0,45 0,86 0,59 3,71 6,24 120,71 71,72 140,41 11 Phân xưởng gia công 162 0,45 0,78 0,8 2,25 2,8 75,15 59,88 96,09 CHƯƠNG – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TỒN XÍ NGHIỆP -8- Đồ án môn học cung cấp điện 2.1 Xác định tâm phụ tải tồn xí nghiệp Xác định tâm phân xưởng, sau xác định tâm phụ tải tồn xí nghiệp để chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm Tọa độ phận xương: X0 = (2.1) Y0 = (2.2) Trong đó: X0 ; Y0 toạ độ tâm phụ tải điện toàn nhà máy xi ; yi toạ độ phụ tải phân xưởng thứ i theo hệ trục toạ độ xOy Si công suất phụ tải thứ i Bảng 2.1-2 Tọa độ phận xương Ký hiệu sơ đồ mặt Tên phân xưởng phụ tải Công suất Stt (KVA) Phân xưởng thiết bị cắt 234,13 Phân xưởng thiết bị cắt 232,69 Phân xưởng dụng cụ 194,71 Phân xưởng sửa chữa điện 67,78 Phân xưởng làm khuôn 50,21 Phân xưởng sửa chữa khí 264,36 Nhà hành chính, sinh hoạt 25,00 Khối nhà kho 23,17 -9- Toạ độ x(m) Toạ độ y(m) x.Stt y.Stt 31 63,5 7257,98 14867,1 68 42,5 15882,6 9889,15 17,5 18 3407,36 3504,71 101,5 19,25 6880,13 1321,80 36 42,5 1907,45 2108,69 61,75 70 16258,3 18505,4 63 19,5 1575,13 487,54 107,5 46,25 2491,27 1066,53 Đồ án môn học cung cấp điện 10 11 Phân xưởng thiết bị không tiêu chuẩn 20,60 Nhà ăn 140,41 Phân xưởng gia công 96,09 Tổng 1399,1 96,25 67,5 1977,27 1390,27 120,5 68 14392,0 9547,91 13,25 43 1249,17 4131,86 73118,7 66820,5  Tâm phụ tải điện M(X0;Y0) cho toàn nhà máy : X0 = = 53,16 (m) Y0 = = 49,31 (m)  Vậy tâm phụ tải điện toàn nhà máy là: M(55,96; 49,31) Vị trí đặt trạm phần phối trung tâm đặt gần tâm phụ tải điện tồn nhà máy, thuận tiện cho cơng tác vận chuyển, lắp đặt, vận hành sửa chữa có cố đảm bảo an toàn kinh tế Áp dụng kết tính tốn tâm phụ tải điện tồn nhà máy M(53,16; 49,31) ta đặt trạm phân phối trung tâm vị trí T(53; 49) 2.2 Lựa chọn cơng suất số lượng MBA 2.2.1 Chọn cấp điện áp (nếu chưa có) Cấp điện áp truyền tải từ nguồn đến xí nghiệp Uđm = 22kV 2.2.2 Chọn số lượng công suất TBA phân xưởng Căn vào vị trí, cơng xuất phân xưởng xí nghiệp thiết kế Tiến hành thiết kế trạm biến áp phân xưởng trạm sử dụng máy biến áp vận hành song song Riêng với phụ tải loại cho phép điện có cố, xảy cố trạm biến áp phân xưởng cắt 30% phụ tải loại nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư cho máy biến áp Chi tiết sau: - Trạm biến áp B1: Cung cấp cho phụ tải Trạm biến áp B2: Cung cấp cho phụ tải Trạm biến áp B3: Cung cấp cho phụ tải Trạm biến áp B4: Cung cấp cho phụ tải 5,11 Trạm biến áp B5: Cung cấp cho phụ tải 3,4,7 Trạm biến áp B6: Cung cấp cho phụ tải 8,9,10 - 10 - Đồ án môn học cung cấp điện Điều kiện chọn kiểm tra góp theo tài liệu cung cấp điện thầy Ngơ Hồng Quang ta có: Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1.K2.Icp Iđm = = = 36,14 (A) Trong đó: K1 = với góp đặt đứng K2 = ( Hệ số điều chỉnh theo môi trường ) Tra sổ tay lựa chọn tra cứu tiết bị điện từ 0,4 đến 500kV ta thống số sau: Bảng 3.2-24 Bảng thơng số góp Kích thước (mm) Icp (A) r0 (mΩ/m) x0 (mΩ/m) 25x3 340 0,268 0,244 b lựa chọn kiểm tra máy cắt: Máy cắt góp đặt tủ hợp loại 8DC11 cách điện SF6 SIMENS sản xuất, máy có cắt dịng điện cắt I c = 25kA, góp có dịng ổn định động Iôđđ = 63 kA lớn so với dòng ngắn mạch cực đại I N= 12,52 (kA) dịng xung kích Ixk= 31,86 (kA) góp trạm PPTT Do máy cắt góp đạt yêu cầu kỹ thuật nêu c Lựa chọn kiểm tra dao cách ly: Dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu cách ly phần mang điện khơng mang điện, tạo khoảng cách an tồn trơng thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện Dao cách ly cắt đóng khơng tải máy biến áp cơng 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: Uđm.MC ≥ Uđm.m = 22 (kV) Dòng điện định mức: Iđm.DCL ≥ Ilvmax = Ittnm Dòng điện ổn định động cho phép: Iđ.đm ≥ ixk = 31,86 (kA) - 30 - Đồ án mơn học cung cấp điện Dịng ngắn mạch cực đại: IN= 12,52 (kA) Chọn loại 3DC hãng Siemens chế tạo với thông số cho bên dưới: Bảng 3.2-25 Thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC d Uđm (kV) Iđm (A) INmax (kA) INt (kA) 24 630 40 1631,5 Lựa chọn 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: Uđm.CC ≥ Uđm.m = 22 kV Dịng điện định mức: Trạm có MBA: Dòng cắt định mức: Iđm I’’ Với trạm biến áp B1 có SđmBA=125 kVA Iđm I’’ = IN = 12,52 (kA) Tra bảng 2.21 trang 121 “sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kv” ta chọn cầu chì cao áp loại 3GD1 401-4B Siemen chế tạo có thơng số sau: Uđm (kV) 24 Iđm cc (A) Icắt Nmax (kA) 40 Tính tốn tương tự ta có bảng sau: - 31 - Icắt Nmin (kA) 25 Đồ án môn học cung cấp điện Bảng 3.2-26 Thông số kỹ thuật cầu chì Trạm Sđm (kVA) Uđm (kV) Ilvmax (A) IN (kA) Loại Udmcc (kV) Idm cc (A) Icắt N (kA) Icắt N (kA) B1 125 22 4,59 13,52 3GD1 401-4B 24 40 25 B2 125 22 4,59 13,51 3GD1 401-4B 24 40 25 B3 160 22 5,88 13,51 3GD1 401-4B 24 40 25 B4 75 22 2,76 13,51 3GD1 401-4B 24 40 25 B5 160 22 5,88 3GD1 401-4B 24 40 25 B6 125 22 3,67 3GD1 401-4B 24 40 25 e 13,48 13,45 Lựa chọn aptomat kiểm tra: Cấp điện áp lựa chọn aptomat cấp điện áp hạ áp 0,4 kV: 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 Merlin Gerin chế tạo Aptomat chọn theo điều kiện sau: Đối với Aptomat tổng Aptomat phân đoạn Điện áp định mức: Uđm.A ≥ Uđm.lưới = 0,4 kV Dòng điện định mức: Iđm.A ≥ Ilvmax Với trạm biến áp B1 có SđmBA= 125 kVA Tra bảng ta chọn loại AB-4 Liên Xô (cũ) chế tạo có thơng số sau: Iđm.A = 320 (A); Uđm= 0,69 (kV); Icđm= 75 (kA) Uđm (kV) 0,4 Iđmap (A) 400 Icắt N (kA) 42 - 32 - Thời gian cắt tức thời (s) 0,06 Đồ án môn học cung cấp điện Bảng 3.2-27 Thông số kỹ thuật aptomat Trạm Sđm (kVA) Uđm (kV) Ilvmax (A) Loại Iđmap (A) Uđmap (kV) Icđm (kA) B1 125 0,4 252,59 AB-4 400 0,4 42 B2 125 0,4 252,59 AB-4 400 0,4 42 B3 160 0,4 323,32 AB-4 400 0,4 42 B4 75 0,4 151,55 AB-4 400 0,4 42 B5 160 0,4 323,32 AB-4 400 0,4 42 B6 100 0,4 202,07 AB-4 400 0,4 42 f Lựa chọn kiểm tra biến dịng điện BI: Máy biến dịng điện BI có chức biến đổi dòng điện sơ cấp xuống 5A ( 1A 10A) nhằm cấp nguồn dịng cho đo lường, tự động hố bảo vệ rơle BI chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.BI ≥ Uđm.m = 22 kV Dòng điện sơ cấp định mức phải lớn dòng điện làm việc lớn mạng: Iđm-BI ≥ Ilvmax5 Kiểm tra với trạm biến áp có cơng suất lớn trạm B4: UđmBI ≥ Uđm lưới = 22 Kv Tra bảng lựa chọn BI kiểu hình trụ Seimens ta có: - 33 - Đồ án mơn học cung cấp điện Bảng 3.2-28 Thông số kỹ thuật BI loại 4ME14 Thông số kỹ thuật 4ME14 Uđm (kV) 24 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) U chịu đựng xung 1,2 / 50µ (kV) I1dm (A) I2dm (A) Iodnhiet (kA) Ioddong (kA) 50 125 5-2000 80 120 g Chọn máy biến áp đo lường BU: Lựa chọn kiểm tra máy biến điện áp BU chọn theo điều kiện sau Điện áp định mức : UđmBU ≥ Uđm lưới = 22 kV Tra sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV ta chọn loại BU pha trụ 4MS34 ,kiểu hình trụ hãng Siemens chế tạo có thơng số kỹ thuật sau : Bảng 3.2-29 Thông số kỹ thuật BU loại 4MS34 Thông số kỹ thuật Uđm ( kV) U chịu đựng tần số công nghiệp 1( kV) 4MS34 24 50 U chịu đựng xung 1,2 /50µs (kV) 125 U1đm ( kV) 22/ Tải định mức (VA) 400 3.2.3 Lựa chọn thiết bị điện cho trạm biến áp phân xưởng: Các trạm biến áp phân xưởng đặt hai máy biến áp Công ty Cổ phần thiết bị điện Đông Anh sản xuất Vì trạm biến áp phân xưởng đặt gần trạm phân phối trung tâm nên phía cao áp cần đặt dao cách ly cầu chì Dao cách ly dùng để cách ly máy biến áp cần sửa chữa Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch tải cho máy biến áp Phía hạ áp đặt áptơmát tổng áptơmát nhánh, hạ áp phân đoạn aptômát phân đoạn - 34 - Đồ án môn học cung cấp điện Để hạn chế dịng ngắn mạch phía hạ áp trạm làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn hạ áp thường trạng thái cắt) Chỉ máy biến áp bị cố sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải phân đoạn với máy biến áp bị cố Các trạm biến áp phân xưởng đặt 2MBA Trạm phân xưởng gồm tủ: Đặt hai tủ đầu vào 22 kV có dao cách ly vị trí, cách điện SF 6, khơng phải bảo trì, loại 8DH10 hãng Siemens chế tạo Bảng 3.2-30 Thông số kỹ thuật tủ đầu vào BM-35 Loại tủ Uđm (kV) Iđm ( A) IN chịu đựng 1s (kA) IN max (kA) BM-35 35 200 25 63 Đặt hai tủ máy biến áp (MBA22/ 0,4kV) Phía hạ áp chọn dùng áptơmát Nhật Bản đặt vỏ tủ tự tạo.Với tủ áptômát tổng, tủ áptômát phân đoạn tủ áptơmát nhánh Hình 3.2-9 Sơ đồ ngun lí trạm máy biến áp phân xưởng Trạm biến áp phân xưởng sử dụng máy biến áp làm việc song song Sơ đồ đấu nối thể bên dưới, tủ AT đảm nhiệm chức bảo vệ dịng đỗi với nhánh đấu nối qua - 35 - Đồ án mơn học cung cấp điện Hình 3.2-10 Sơ đồ đấu nối trạm máy biến áp - 36 - Đồ án môn học cung cấp điện CHƯƠNG – TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1 Cơ sở tính tốn bù cơng suất phản kháng Hệ số công suất cos ϕ tiêu để đánh giá xí nghiệp cơng nghiệp có ϕ hợp lý tiết kiệm không Hệ số cos nhà máy cao giảm giá thành sản phẩm suất kinh tế cao Vì xí nghiệp cần phấn đấu nâng cao hệ số công suất 4.1.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng Nâng cao hệ số công suất tự nhiên Nâng cao hệ số cos tự nhiên cách xí nghiệp giảm bớt lượng cơng suất phản kháng Q tiêu thụ Cụ thể : - Thay đổi cải thiện quy trình cơng nghệ để thiết bị làm việc chế độ hợp lý - Giảm điện áp động làm việc non tải - Thay MBA làm việc non tải MBA dung lương lớn - Nâng cao chất lượng sửa chữa động Bù công suất phản kháng Bằng cách đặt thiết bị bù gần hộ dùng điện để cung cấp ông suất phản kháng cho chúng Ta giảm lượng Q tổn hao đường dây Bù công suất phản kháng nâng cao hệ số cos mà cịn có tác dụng quan trọng khác điều chỉnh ổn định điện áp cho mạng cung cấp điện 4.1.2 Chọn thiết bị bù a Máy bù đồng bộ: động đồng làm việc chế độ không tải Ưu điểm: máy bù đồng vừa có khả sản xuất công suất phản kháng, đồng thời có khả tiêu thụ cơng suất phản kháng mạng điện Nhược điểm: máy bù đồng có phần quay nên lắp ráp, bảo dưỡng vận hành phức tạp Máy bù đồng thường để bù tập trung với dung lượng lớn b Tụ bù điện: làm cho dòng điện sớm pha so với điện áp đó, sinh cơng suất phản kháng cung cấp cho mạng điện - 37 - Đồ án môn học cung cấp điện * Ưu điểm: Công suất nhỏ, khơng có phần quay nên dễ bảo dưỡng vận hành Có thể thay đổi dung lượng tụ bù theo phát triển tải Giá thành thấp so với máy bù đồng * Nhược điểm: Nhạy cảm với biến động điện áp chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng ngắn mạch điện áp vượt định mức Tuổi thọ tụ bù có giới hạn, bị hư hỏng sau nhiều năm làm việc Khi đóng tụ bù vào mạng điện có dịng điện xung, cịn lúc cắt tụ điện khỏi mạng cực tụ điện áp dư gây nguy hiểm cho người vận hành 4.2 Tính tốn lựa chọn mạch tụ bù 4.2.1 Lựa chọn vị trí cơng suất bù a Vị trí đặt bù Thiết bị bù đặt mạng cao áp mạng hạ áp với nguyên tắc bố trí thiết bị bù cho chi phi tính tốn nhỏ Máy bù đồng có cơng suất lớn nên thường đặt nơi quan trọng hệ thơng điện Tụ điện đặt mạng cao áp điện áp thấp Tụ điện áp cao thường đặt tập chung trạm trung gian hay trạm phân phối Tụ điện áp thấp đặt theo cách : tập chung hạ áp trạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm tủ phân phối động lực, hay đặt riêng lẻ thiết bị dùng điện b Xác định dung lượng bù Dung lượng bù cần thiết cho nhà máy xác định theo công thức sau: Qbù = PXN.( tgϕ1 - tgϕ2 ) Trong đó: PXN: phụ tải tác dụng tính tốn xí nghiệp (kW), P XN = 1009,33 (kW) - 38 - Đồ án mơn học cung cấp điện ϕ1: góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù, cosϕ1 = 0,73 ⇒ tgϕ1 = 0,936 ϕ2: góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau bù cosϕ2 = 0,9 ⇒ tgϕ2 = 0,484 Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Qbù = PXN.( tgϕ1 - tgϕ2 ) = 1009,33.( 0,936 - 0,484 ) = 456,22 (kVAr) c Phân bố dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng: Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xưởng mạng liên thông gồm nhánh có sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn sau: Hình 4.2-11 Sơ đồ thay mạng cao áp XN dùng để tính tốn cơng suất bù hạ áp TBAPX Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: Qbi = Qi - Rtđ Trong đó: Qbi: công suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i (kVAr) Qi: cơng suất tính tốn phản kháng ứng với phụ tải thứ i Qb: công suất bù toàn nhà máy, Qb = 456,22 (kVAr) (kVAr) Qttnm: phụ tải tính tốn phản kháng tồn nhà máy, Qttxn = 936,69 (kVAr) Ri: điện trở nhánh thứ i : Ri = RB +RC - 39 - (Ω) Đồ án môn học cung cấp điện RB: điện trở máy biến áp : RB = 103 (Ω) RC: điện trở đường cáp: RC = r0 L (Ω) Rtđ : Điện trở tương đương toàn mạng cao áp: Rtđ = (Ω) 4.2.2 Chọn dây thiết bị bảo vệ cho mạch bù Tính điện trở đường cáp cao áp 22 kV Bảng 4.2-31 Điện trở đường dây cáp trung áp Đường cáp Loại cáp F (mm2) L (m) Số lộ RC ) XC ) TPP-B1 XLPE 70 21,6 0,006 0,0014 TPP-B2 XLPE 70 29,4 0,008 0,0019 TPP-B3 XLPE 70 23,75 0,006 0,0015 TPP-B4 XLPE 70 24,44 0,006 0,0016 TPP-B5 XLPE 70 51,78 0,014 0,0034 TPP-B6 XLPE 70 79,61 0,021 0,0052 Tính điện trở máy biến áp: RB = 103 (Ω) Trong đó: PN – tổn thất cơng suất ngắn mạch (kW) Uđm - điện áp định mức MBA (kV) SđmBA – công suất định mức MBA (kVA) Bảng 4.2-32 Điện trở máy biến áp TBA Sđm, kVA PN(kW) Uđm (kV) Số máy RB (Ω) B1 125 1,7 22 26,33 B2 125 1,7 22 26,33 B3 160 1,7 22 20,32 B4 75 1,25 22 53,78 - 40 - Đồ án môn học cung cấp điện B5 160 2,15 22 20,32 B6 125 1,7 22 26,33 Điện trở đường dây trung áp 22kV: Bảng 4.2-33 Điện trở đường dây trung áp 22kV Đường cáp R (Ω) RB (Ω) R =RB+RC (Ω) 1/Ri TPP-B1 0,006 26,33 26,34 0,038 TPP-B2 0,008 26,33 26,34 0,038 TPP-B3 0,008 26,33 26,34 0,038 TPP-B4 0,006 53,78 53,79 0,019 TPP-B5 0,014 20,32 20,34 0,049 TPP-B6 0,021 41,14 41,16 0,024 Ʃ1/Rtđ 0,206 Vậy tổng trở nhánh : Rtđ = 1/0,206 = 4,85 (Ω) Công suất phản kháng nhánh: Q1 = Qpx1 = 165,63 (kVAr) Q2 = Qpx2 = 164,22 (kVAr) Q3 = Qpx6 = 188,47 (kVAr) Q4 = Qpx5 + Qpx11= 110,58 (kVAr) Q5 = Qpx3 + Qpx4+ Qpx7 = 211,8 (kVAr) Q6 = Qpx8 + Qpx9+ Qpx10 = 152,08 (kVAr) Xác định dung lượng bù cho nhánh : Bảng 4.2-34 Giá trị bù công suât phản kháng nhánh Tên nhánh Ri Qi (kVAr) TPP-B1 26,34 165,63 Qxn (kVAr) 936,69 - 41 - Qbù tổng (kVAr) Qbù i (kVAr) 456,22 77,16 Đồ án môn học cung cấp điện TPP-B2 26,34 164,22 76,38 TPP-B3 26,34 188,47 100,00 TPP-B4 53,79 110,58 52,13 TPP-B5 20,34 211,8 78,73 TPP-B6 41,16 152,08 45,20 Do trạm sử dụng hai máy biến áp nên cần chọn tụ chẵn để chia cho hai góp hạ áp Chọn dùng loại tủ điện bù có điện áp định mức 400V DAE YEONG, cụ thể với trạm biến áp ghi bảng (Thông số kỹ thuật theo tài liệu cung cấp điện, Ngô Hồng Quang, Phụ lục 34 - Sách Giáo trình Cung cấp điện) Bảng 4.2-35 Công suất tụ bù số lượng tụ bù TBA Qtụ, kVAr Số lượng DLE-4D50K6T 50 76,38 DLE-4D50K6T 50 TPP-B3 100,00 DLE-4D50K6T 50 TPP-B4 52,13 DLE-4D30K6T 50 TPP-B5 78,73 DLE-4D50K6T 50 TPP-B6 45,20 DLE-4D30K6T 30 Tên nhánh Qbù i, kVAr Loại tụ TPP-B1 77,16 TPP-B2 Số pha 4.2.3 Đánh giá hiệu bù Tổng lượng công suất tụ bù chọn : - Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy sau bù là: Q = Qttxn - Q tụ bù = 936,69 – 429,61 = 507,08 (kVAr) - Hệ số công suất nhà máy sau bù: - 42 - Đồ án môn học cung cấp điện Vậy: Ta có hệ số cơng suất trước bù công suất phản kháng: Sau thực bù công suất phản kháng hệ số công suất hệ thông trạm nguồn: 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 không đảm bảo hệ số cơng suất nhà máy cịn 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 Việc bù nhánh cịn giảm tổn thât đường dây xí nghiệp, đem lại giảm chi phí tiêu thụ tổn thất điện - 43 - Đồ án môn học cung cấp điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Hồng Quang: Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – Hà Nội 2002 [2] Vũ Văn Tẩm – Ngơ Hồng Quang: Giáo trình thiết kế cấp điện; Dùng cho trường Đại học Cao đẳng kỹ thuật; Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2009 [3] PGS TS Phạm Văn Hòa: Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – Hà Nội 2006 [4] TS Trần Quang Khánh: Bài tập cung cấp điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] TS Trần Quang Khánh: Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật - 44 - ... phí đầu tư cho máy biến áp Chi tiết sau: - Trạm biến áp B1: Cung cấp cho phụ tải Trạm biến áp B2: Cung cấp cho phụ tải Trạm biến áp B3: Cung cấp cho phụ tải Trạm biến áp B4: Cung cấp cho phụ tải... 96,09 CHƯƠNG – THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TOÀN XÍ NGHIỆP -8- Đồ án mơn học cung cấp điện 2.1 Xác định tâm phụ tải tồn xí nghiệp Xác định tâm phân xưởng, sau xác định tâm phụ tải tồn xí nghiệp để chọn... phụ tải 5,11 Trạm biến áp B5: Cung cấp cho phụ tải 3,4,7 Trạm biến áp B6: Cung cấp cho phụ tải 8,9,10 - 10 - Đồ án môn học cung cấp điện Các trạm biến áp cung cấp cho phân xưởng đặt gần phụ tải