Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

Thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương

BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI: thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí côngnghiệp địa phương

Các nguyên tắc phân nhóm phụ tải :

o Các thiết bị cùng nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều dài mạng điện hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng.

o Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống nhau để việc xác định phương trình phụ tải được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cungcấp điện cho nhóm

o Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường ≤ (8 ÷12)

o Thường thì rất khó để thoả mãn cả ba nguyên tắc trên do vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương án phân nhóm hợp lý nhất

o Dựa trên ba nguyên tắc trên và sự phân bố về vị trí , côngsuất của các phụ tải ta có thể chia phân xưởng sửa chữa cơkhí thành 4 nhóm sự phân chia thành các nhóm cho trongbảng 1.1 sau :

1 Bảng 1.1: phân nhóm phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí

Stt Tên thiết bịSốlượ

Công suất tác dụng/1máy

Tổng côngsuất củanhóm máy

DòngđiệnIđm ( A)1.

Máy mài tròn vạn năng

4 Máy bào ngang. 1 4.5 4.5 11.39

Lò điện để nấu chảy babit.

hợp

Bể ngâmdung dịch

Bể ngâmnướcnóng

Tổng: 1122.322.343,782 Xác định phụ tải tính toán các phụ tải:

a, Tính cho nhóm I:

Ptt1 = kmax.ksd.ΣPPđm;

ksd = 0,15 ; cos φ = 0,6; tg φ = 1,33;n1 = 5 ; n = 9 ; n* =

= 0,555;

P1 = 49,1 ( kW) ; P = 61,75 (kW) ; p* = 6149.75.1 = 0,795;n*hq = 0,75 ; nhq = 9.0,75 = 7 ;

kmax = 2,48 ;

Ptt1 = 2,48 0,15 61,75 = 22,97 (kW);Qtt1= 22,97 1,33 = 30,55 (kVAr) ;Stt1= 2

1 ttttQ

22 = 38,22 (kVA); Itt1 = UdmStt* 3 =

= 58,07 (A) ;Idn1 = Itt1 + Ikdmax – ksd.Iđmmax

= 58,07 + 5.35,45 – 0,15.35,45 = 230(A);

b, tính cho nhóm II:

ksd = 

pipiksdi *

=0,44 ; cos φ =

= 0,716; tg φ = 0,975 ;ta có ppmaxmin = 013.65 = 20 > 3 ; ksd = 0,44 > 0,2 ;

nhq = 2*pmaxpdmi =

=7,52 ≈ 8 ;kmax = 1,5 ;

ptt2 = 1,5.0,44.48,9 = 32,27(kW);Qtt2 = 32,27.0,975 = 31,46 (kVAr);Stt2 = 32,27231,462 = 45,07 (kVA);Itt2 = 0,3845,*073 = 68,48 (A);

Idn = Itt + Ikdmax –ksd.Iđmmax

= 68,48 + 2.32,89 – 0,15.32,89 = 129,33(A);

c, tính cho nhóm III:

ksd = 

pipiksdi *

= 0,214 ; cos φ =

= 0,628 ; tg φ = 1,24 ;min

= 020,85 = 23,53 > 3 và ksd = 0,214 > 0,2 nhq =2p*maxpi =

= 3,2 ≈ 3 ;vì n = 9 > 3 ; nhq = 3 < 4 nên

Ptt3 = ΣPkti.pi = 0,9 32,05 = 28,85 (kW); (các thiết bị có hệ số phụ tải kt = 0,92) ;

Qtt3 = 28,85.1,24 = 35,77 (kVAr) ; Stt3 = 28,85235,772 = 45,95 (kVA);Itt3 = 0,3845,*953 = 69,81 (A) ;

Idn3 = 69,81 +5.50,64 – 0,15.50,64 = 315,41 (A);

d,tính cho nhóm IV:

ksd = 

pipiki *

= 0,45; cos φ =

= 0,76; tg φ = 0,855;

= 0,365= 4,16 > 3 do đó

nhq = 2p*maxpi = 2*322,3 = 14,9 ≈15 > 11 = n do đó ta phải dùng cách khác.n1 = 6 ; n = 11 ; n* = 116 = 0,545 ;

P1 = 17,8 (kW) ; P = 22,3 (kW); p* =

= 0,8 ;n*hq = 0,75 ; nhq = 11.0,75 = 8,25 ≈ 8 ;

kmax = 1,46;

Ptt4 = 1,46.0,45.22,3 = 14,65(kW) ;Qtt4 = 14,65 0,855 = 12,53(kVAr); Stt4 = 14,65212,532 = 19,28 (kVA);Itt4 = 0,1938.*283 = 29,29 (A) ;

Idn4 = 29,29 + 5.7,09 – 0,45.7,09 = 61,55(A) ;

E,Tìm công suất chiếu sáng cho pxscck theo suất công suất trên một đơn vị diện tích ,

Diện tích phân xưởng sửa chữa cơ khí : F = 75.30 = 2250 m2,Suất phụ tải chiếu sáng : p0 = 15 W/m2;

Pttcs = 15.2250 = 33750 (W) =33,75 (kW);

Qttcs = Pttcs.tg φ = 0 (vì dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 ) ;Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:

Ptt = kđt ΣPPtti = 0,9.(22,97 +32,27 + 28,85 + 14,65 ) = 88,87(kW);Qtt = kđt ΣPQtti = 0,9.(30,55+31,46 +35,77+12,53)= 99,28(kVAr);Phụ tải tính toán toàn phân xưởng :

Pttpxscck = Ptt + Pcs = 88,87 + 33,75= 122,62 (kW) ;Qttpxscck = Qtt = 99,28 (kVAr) ;

Sttpxscck = 122,62299,282 = 157,77 (kVA) ;Cos φ = Sttpxscck

= 157,7762,122

= 0,78 ;

Ittpxscck = UdmSttpxscck* 3 = 0157,38*,773 = 239,71(A) ;Kết quả tính toán trên được cho trong bảng sau:

3, bảng 3.1 :phụ tải điện phân xưởng xửa chữa cơ khí.

Tên nhómvà thiết bị

trênbảnvẽ

Côngsuất đặt

Máy phay

Máy phay vạn năng

Lò điện để

Máy khoan

Máy uốn các tấm mỏng.

Quạt lò rèn

4, xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại:

Ta dùng công thức : Ptt = knc Pđặt Qtt = Ptt tg φ Stt = P2ttQ2tt Itt = UdmStt* 3

A, xác đ ịnh phụ tải tính toán cho phân x ư ởng c ơ khí chính

knc = 0.6; cos φ = 0.7; tg φ = 1.02 ;Pđặt = 1200 (kW),

Ptt = 0,6.1200 = 720 (kW);Qtt = 720.1,02 = 734,4 (kVAr) ;Stt = 720 2734,42 = 1028,5 (kVA);Itt = 01028.38*.53=1562,6 (A) =1,56 (kA);diện tích phân xưởng F = 7875 m2 ;

suất phụ tải chiếu sáng của phân xưởng p0 = 15 W/ m2 ;Pcs = F.p0 = 7875.15 = 118125 (W) = 118,125(kW);Qcs = 0 (dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 );

Công suất toàn phân xưởng:

Ppxckc = 720 + 118,125 = 838,125(kW);Qpxckc = 734,4 (kVAr) ;

Spxckc = 838,1252734,42 = 1114,36(kVA);Itt = 01114.38*,363 = 1693,1 (A) = 1,69(kA);

B,xác đ ịnh phụ tải tính toán cho phân x ư ởng lắp ráp :

knc = 0,4 ; cos φ = 0,6 ; tg φ = 1,33;Pđặt = 800 (kW);

Ptt = 0,4.800 = 320 (kW);Qtt = 320.1,33 = 425,6 (kVAr);

Diện tích phân xưởng lắp ráp F = 7224 m2 ;suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 w/m2 ;Pcs =7224.15 =108360 (w) = 108,36 (kW);

Qcs = 0 ;

phụ tải toàn phân xưởng :

Ppxlr = 320 + 108,36 = 428,36(kW) ;Qpxlr = 425,6 (kVAr);

Spxlr = 428,362425,62 =603,84(kVAr); Itt = 0,54438*,23= 826,83 (A) = 0,8268 (kA);

C, xác đ ịnh phụ tải tính toán cho phân x ư ởng rèn :

knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ; Pđặt = 600 (kW) ;

Ptt = 0,6.600 =360(kW) ;

Qtt = 360.1,02 = 367,2 (kVAr);Stt = 360 2367,22 = 514,2 (kVA);Diện tích phân xưởng rèn F = 3000 m2 ;Suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15W/m2 ;Phụ tải chiếu sáng :

Pcs =3000.15 = 45000 (W) = 45 (kW) ,Qcs = 0 ;

Phụ tải toàn phân xưởng :Ppxr = 360 +45 = 405 (kW);Qpxr = 367,2 (kVAr);

Spxr = 405 2367,22 =546,68(kVA);Itt = 0,54638*,683 =830,59 (A) = 0,83(kA);

D,xác đ ịnh phụ tải phân x ư ởng đ úc :

knc = 0,7 ; cos φ = 0,8 ;tg φ = 0,75 ;Pđặt = 400 (kW);

Ptt = 0,7.400 = 280 (kW) ;Qtt = 280.0,75 = 210 (kVAr);Stt = 280 22102 = 350 (kVA) ;

diện tích phân xưởng đúc F = 2250 m2;suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 W/m2 ;Pcs = 2250.15 = 33750 (W) = 33,75 (kW) ;Qcs = 0 ;

Ppxd = 280 +33,75 = 313,75(kW);Qpxd = 210 (kVAr);

Spxd = 313,7522102 = 377,54 (kVA);Itt = 0,37738*,543 = 573,61 (A) = 0,573 (kA);

E, xác đ ịnh phụ tải cho bộ phận nén ép :

knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02;Pđặt = 450 (kW) ;

Ptt = 0,6.450 = 270 (kW);Qtt = 1,02.270 = 275,4 (kVAr);Stt = 270 2275.42 = 385,7 (kVA);

diện tích của bộ phận nén ép F = 2100m2 ;

suất phụ tải chiếu sáng của bộ phận nén ép p0 = 15 W/m2 ;phụ tải chiếu sáng

Pcs = 2100.15 = 31500 (W) = 31,5 (kW) ;Qcs = 0 ;

Phụ tải toàn bộ phận nén ép Pbpn = 270 +31,5 = 301,5 (kW);Qbpn = 275,4 (kVAr);

Sbpn = 301,52275,42 = 408,35 (kVA);Itt = 0,40838*,353 = 620,42 (A) = 0,62 (kA);

F, phân x ư ởng kết cấu kim loại :

knc = 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ;Pđặt = 230 (kW) ;

Ptt = 0,6.230 = 138 ( kW) ;Qtt = 138.1,02 = 140,76 (kVAr);

Diện tích phân xưởng kết cấu kim loại :

Qppkckl = 140,76 (kVAr) ;

Sppkckl = 205,52140,762 = 249,08 (kVA);Itt = 0,24938*,083 = 378,44 (A);

G,xác định phụ tải tính toán cho văn phòng và phòng thiết kế :

knc = 0,7 ; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;Pđặt = 80 (kW) ;

Ptt = 0,7.80 = 56 (kW) ;Qtt= 56.0,75 = 42 (kVAr) ;

Diện tích của văn phòng và thiết kế F = 3300 m2;Suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m2);

Phụ tải chiếu sáng :

Pcs = 3300.15 = 49500 (W) = 49,5 (kW) ; Qcs = 0;

Phụ tải tính toán cho văn phòng và thiết kế :Pvpvptk = 56 + 49,5 = 105,5 (kW) ;

Qvpvptk = 42 (kVAr);

Svpvptk = 105,52422 = 113,55(kVA);Itt = 0113,38*,553 =172,52 (A);

H,xác định phụ tải tính toán cho trạm bơm :

knc = 0,7; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;Pđặt = 130 (kW) ;

Ptt = 0,7.130 = 91(kW);Qtt = 91.0,75 = 68,25 (kVAr);

Diện tích của trạm bơm F = 1050 m2;

Suất chiếu sáng của trạm bơm p0 = 12 (W/m2);Phụ tải chiếu sáng của trạm bơm :

Pcs = 1050.12 = 12600(W) = 12,6 (kW) ;Qcs = 0 ;

Phụ tải tính toán của trạm bơm :Ptb = 91 +12,6 = 103,6 (kW);Qtb = 68,25 (kVAr);

Stb = 103,6268,252 = 124,06 (kVA);I = 124,06 = 188,49 (A);

Ta có bảng tổng kết phụ tải tính toán của các phân xưởng toàn nhà máy :

Bảng 4.1 : phụ tải tính toán các phân xưởng :

Tên phânxưởng

(kW) knc Cos φ

(kW) Pcs (kW) Ptt (kW)

(kVAr) Stt (kVA)Phân

xưởng sửa chữa cơ khí

Phân xưởng cơ khí chính

Phân xưởng lắp ráp

Phân

Phân xưởng đúc

Bộ phận

Phân

Trạm bơm 130 0,7 0,8 12 91 12,6 103,6 68,25 124,06

5,xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy :

Phụ tải tính toán tác dụng của nhà máy : Pttnm = kđt ΣPPtti

= 0,8.(122,62+838,125+428,36+405+313,75+301,5+205,5+105,5+103,6) = 2259,164 (kW);

Phụ tải tính toán phản kháng :Qttnm = kđt ΣPQtti

= 0,8 (99,28+734,4+425,6+367,2+210+275,4+140,76+42+68,25) = 1890,344 (kVAr);

Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy :

Sttnm = 2259,16421890,3442 = 2945,71 (kVA);Hệ số công suất của nhà máy :

Cos φnm = 22592945,164,71 = 0,77 ;

6, xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải :

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị nhỏ nhất

;Trong đó :

Xo ,Yo, Zo – toạ độ của tâm phụ tải điện Xi, Yi,Zi – toạ độ của phụ tải thứ i

Si – công suất của phụ tải thứ i.

min

Trên thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối ,tủ phân phối ,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng ,có tâm trùng với tâm của phụ tải điện , có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng ,ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụtải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức :

Ri = 

; trong đó

m là tỷ lệ xích , ở đây chọn m = 1 kVA/ mm2 ;

góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo biểu thức :αcs = 360Stt*Scs ;

kết quả tính toán Ri và αcs được cho trong bảng sau :

Bảng6.1: Ri và α cs của các phân xưởng :

STT Tên phânxưởng. (kW)Pcs (kW)Ptt (kVA)Stt Tâm phụ tải (mm)R αcs(o)X(mm) Y(mm)

Phân xưởng cơ khí chính

Phân xưởng lắpráp

Phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phân xưởng rèn

xưởng đúc

6 Bộ phận nén ép 31,5 301,5 408,35 60 84 11,4 27,777

Phân xưởng kếtcấu kim loại

Văn phòng và phòng thiết kế

Hình 1: biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương.

x

7, Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy :

Cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy xác định theo biểuthức kinh nghiệm

U = 4,34 l0,016P

(l :khoảng cách từ nguồn điện đến nhà máy P:công suất tác dụng tính toán của nhà máy.)U = 4,34 15 0,016*2259,164=31,038(kV);Ta chọn cấp điện áp 35 kV ;

Dựa vào vị trí , công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng ta có thể đưa ra các phương án cung cấp điện :

:phương án về các trạm biến áp phân xưởng :

Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc sau :

1.vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp (MBA) ;an toàn và kinh tế.

2.Số lượng MBA đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải ;điều kiện vận chuyển và lắp đặt ;chế độ làm việc của phụ tải trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành ,song độ tin cậy cung cấp điện không cao các TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 MBA , hộ loại III chỉ cần đặt 1 MBA

3.dung lượng các MBA được chọn theo 2 điều kiện :n.khc.SđmB ≥ Stt.

Theo chế độ sự cố một máy biến áp (trong trạm có nhiều hơn 1MBA)(n- 1).kqt.SđmB ≥ Sttsc.

Trong đó : n – số máy biến áp có trong TBA.

khc – hệ số hiêụ chỉnh máy biến áp ,ở đây ta chọn máy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên khc = 1; SđmB – công suất định mức của máy biến áp Stt – công suất tính toán của phụ tải mà MBA sẽ cung cấp điện.

kqt – hệ số quá tải ,ở đây ta chọn kqt = 1.4 nếu thoả mãn điều kiệnMBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm ,thời gian quá tải trong một ngày

đêm không vượt quá 6 h ,trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93;

Sttsc – công suất tính toán khi xảy ra sự cố Sttsc = 0,7 Stt,

a,phương án I :đặt4 TBA trong đó :

trạm biến áp I cung cấp điện cho các phân xưởng (1):

n.khc.SđmB ≥ Stt =1114,36 (kVA);SđmB ≥

=

n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+249,08+113,55) = 520,4 kVA;SđmB ≥ 5202,4=260,2 kVA;

Chọn loại có dung lượng Sđm = 360kVA; do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo

Theo điều kiện sự cố :

Sttsc = 0,7.(520,4-157,77)= 253,841 kVA; (phân xưởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố xảy ra có thể ngừng cung cấp điện )

SđmB ≥ 2531,,4841 = 181,315kVA;

Như vậy ta chọn Sđm = 320kVA là hợp lý ;

trạm biến áp III cung cấp điện cho nhóm phụ tải (4,5,9):

n.khc.SđmB ≥ Stt = (546,68+377,54+124,06) = 1048,28 kVA;

Như vậy ta chọn máy có Sđm = 560 kVA là hợp lý ;

trạm biến áp IV cung cấp điện cho nhóm phân xưởng(2,6) :

n.khc.SđmB ≥ Stt = (603,84+408,35) = 1012,19 kVA;SđmB ≥ 10122,19= 506,095 kVA;

Ta chọn máy biến áp do ; Theo điều kiện sự cố :Sttsc = 0,7.1012,19 = 708,533 kVA;

SđmB ≥ 7081,,4533= 506,095 kVA;

Như vậy ta chọn máy có Sđm = 560 kVA là hợp lý ;

b,phương án II đặt 4TBA trong đó :

trạm biến áp I cung cấp điện cho các phụ tải (1) :

phụ tải 1 là các phụ tải loại 1 do vậy ta dùng trạm có 2 máy biến áp ,n.khc.SđmB ≥ Stt = 1114,36kVA,

SđmB ≥

=557,18 kVA;

Ta chọn loại máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ;Theo điều kiện sự cố :

Sttsc = 0,7.1114,36 = 780,052 kVA;SđmB ≥ 7801,,4052= 557,18 kVA

Như vậy ta chọn Sđm = 560 kVA là hợp lý ;

trạm biến áp II cung cấp điện cho các phụ tải (2,5,9)

trong trạm đặt hai máy biến áp

n.khc SđmB ≥ Stt = (603,84+377,54+124,06 ) = 1105,44 kVA;(n = 2; khc = 1);SđmB ≥ 11052,44= 552,72 kVA;

Ta chọn loại máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ; Theo điều kiện sự cố :

Sttsc = 0,7.1105,44 = 773,808 kVA;SđmB ≥ 7731,,4808= 552,72 kVA;

Như vậy ta chọn máy biến áp có dung lượng Sđm = 560kVA là hợp lý ;trạm biến áp III cung cấp điện cho các phân xưởng (3,4,7);

Trạm biến áp đặt 2 máy biến áp ;

n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+546,68+249,08) = 953,53 kVA ;SđmB ≥ 9532,53 = 476,765 kVA ;

Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 560 ; Theo điều kiện sự cố khi một máy biến áp bị hỏng tổng tải dồn vào máy còn lại :

Sttsc = 0,7.(953,53-157,77) = 557,032kVA ;SđmB ≥ 5571,,4032 = 397,88 kVA ;

Như vậy ta chọn máy biến áp dung lượng Sđm = 560 kVA là hợp lý ;trạm biến áp IV cung cấp điện cho các phân xưởng (6,8) :

Trạm biến áp đặt 2 máy biến áp ;

n.khc.SđmB ≥ Stt = (408,35+113,55) = 521,9 kVA ;SđmB ≥ 5212,9 = 260,95 kVA ;

Ta chọn máy biến áp do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo có dung lượng Sđm = 320 kVA Theo điều kiện sự cố :

Sttsc = 0,7.521,9 = 365,33 kVA SđmB ≥ 3651,4,33 = 260,95 kVA ;

Như vậy ta chọn Sđm = 320 kVA là hợp lý ;

7,2,xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng :

Ta có thể đặt các trạm biến áp phân xưởng tại tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện :

A, cho phương án I :

tâm phụ tải của phân xưởng 1:

X01 = 37 mm;Y01=27 mm ;

Trạm biến áp I (B1) đặt tại vị trí (37 ; 27);tâm phụ tải của nhóm phân xưởng(3,7,8) :X02=

SixiSi *

= 157,77*62249520,08,4*85113,55*89= 78,9 mm ;Y02 =

SiyiSi *

= 157,77*20249520,08,4*30113,55*75= 36,8 mm ;Trạm biến áp II (B2) đặt tại vị trí (78,9 ; 36,8 ) ;

tâm phụ tải của nhóm phân xưởng (4,5,9):X03 =

SixiSi *

= 546,68*603771048,54,28*60124,06*19=55,1 mm;Y03 =

SiyiSi *

= 546,68*403771048,54,28*66124,06*79= 54 mm;Trạm biến áp III (B3)đặt tại vị trí (55,1 ; 54) ;

tâm phụ tải của nhóm phụ tải (2,6) :

X04 = 

SixiSi *

= 603,84*101235,40819 ,35*60= 45 mm ;Y04 =

SiyiSi *

= 603,84*101275,40819 ,35*84 = 78,63 mm ;Trạm biến áp IV(B4) đặt tại vị trí (45 ; 78,63) ;

B,cho phương án II :

tâm phụ tải của phân xưởng 1 :

X01 = 37 mm ;Y01 =27 mm ;

Trạm biến áp I (B1) đặt tại vị trí ( 37; 27 );tâm phụ tải của nhóm phân xưởng (2,5,9) :

X02 = 

SixiSi *

= 603,84*353771105,54,44*60124,06*19=41,7 mm;Y02 =

SiyiSi *

=603,84*753771105,54,44*66124,06*79= 72,4 mm;Trạm biến áp II (B2) đặt tại vị trí (41,7 ; 72,4) ;

tâm phụ tải của nhóm phụ tải (3,4,7) :

X03 = 

SixiSi *

=157,77*62546953,68,53*62249,08*85= 68 mm ;Y03 =

SiyiSi *

= 157,77*20546953,68,53*40249,08*30=34 mm ;Trạm biến áp III (B3) đặt tại vị trí (68 ; 34) ;

tâm phụ tải của nhóm phụ tải (6,8) :

X04 = 

SixiSi *

= 408,35*60521,1139 ,55*89 = 66,3 mm ;Y04 =

SiyiSi *

=408,35*84521,1139 ,55*75= 82 mm ;Trạm biến áp IV (B4) đặt tại vị trí (66,3 ; 82) ;

Bảng 7.1: kết quả xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng :

Phương án I

5478,63

7,3 :phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng :

Ta dùng4 phương án phương án để đưa điện từ nguồn về nhà máy ,2phương án dùng trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho 2 phương án trạm biến áp phân xưởng , 2 phương án dùng trạm phân phối trung tâm cung cấp điện cho 2

phương án trạm biến áp phân xưởng ;

Vì nhà máy là phụ tải là loại 1 nên trạm biến áp trung gian đặt 2 máy ;n,khc,SđmB ≥ Sttnm = 2945,71 kVA;

xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy ) , trạm phân phối trung tâm:

X0 = 

SixiSi *

; trong đó Si là công suất toàn phần của phân xưởng thứ i ; xi là toạ độ của phân xưởng thứ i ,

X0 = 

SixiSi *

= 1871003695,23,97= 50,63 mm;Y0 =

SiyiSi *

= 1846593695,23,51= 49,97 mm;

vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TBATG có toạ độ (57 ; 44) theo vị trí nhà xưởng ;

Từ hệ thống điện

Chọn máy biến áp phân xưởng :

Trên cơ sở kết quả chọn công suất máy biến áp trong các trạm ở phần trên ta có bảng chọn máy biến áp một cách chi tiết sau :

Bảng 7.2 : kết quả chọn máy biến áp tại các TBA trong phương án 1 ;

đơn giá(106Đ)

Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp : KB = 760,106 Đồng

Các máy biến áp đều do công ty thiết bị điện ĐÔNG ANH chế tạo nên không cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ;

xác định tổn thất điện năng ΔA trong A trong các TBA:

Để tính tổn thất trong các trạm biến áp ta sử dụng công thức

)2.τ;Trong đó :

n: số máy biến áp trong trạm làm việc song song ;

ΔPoPo ,ΔPoPN : là tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch của máy biến áp ;

To : thời gian vận hành trong 1 năm = 8760 h ;

τ: thời gian tổn thất công suất cực đại ,đối với nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương làm việc 3 ca Tmax = 5500h do đó : τ = (0,124+100005500 )2.8760 = 3979,5h;

Stt,SđmB :là công suất tính toán của TBA, công suất định mức của máy biến áplàm việc trong trạm;

Kết quả tính toán ghi trong bảng sau:

Bảng 7.3: kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1; Tên TBA Số máy Stttba

Tổng tổn thất điện năng trong các trạm ΔPoAb = 667095,1kWh;

Tổn thất công suất công suất trong các trạm biến áp :

Số MBA

ΔPoS(kVA)

k1 :hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ,lấy k1=1;

k2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh,các rãnh đặt 2 cáp ,khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm , tra trong bảng ta được k2 = 0,93

vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên có thể bỏ qua tổn thất điện áp do đó không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔPoUcp;

chọn cáp từ TBATG đến B1:

Imax =

2 Udm

= 11142,36.10.1303 ,33= 35,93 A;Tiết diện kinh tế của cáp

Fkt = 352,,793= 13,3 (mm2); tra bảng ta chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 16 mm2 ,cáp đồng 10 kV ,3 lõi cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC do hãngFURUKAWA chế tạo ,Icp = 110 A ;

Kiểm tra tiết diện đã chọn theo điều kiện phát nóng:0,93.110 = 102,3 > 71,86 = 2,Imax = 2.35,93 ; Vậy chọn cáp XLPE của hãng FURUKAWA,có tiết diện 16 mm2 ,

Chọn cáp từ TBATG đến B2 :

Stttba2 = 520,4 kVA ; ΔPoS = 69,12kVA;Imax =

= 17,1A ;F = 172,7,1= 6,33 mm2;

Chọn cáp có tiết diện gần nhất F = 16mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;

Theo điều kiện phát nóng :

2 XLPE(3X16)

Stttba3 = 1048,28 kVA;ΔPoS = 121,25 kVA;

Imax = 10482,28.10.1213 ,25= 33,76 (A);F = 332,,776 = 12,5 (mm2);

Ta chọn tiết diện gần nhất F = 16 mm2 do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp = 110 A ;

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :

0,93.110 = 102,3 (A) > 67,52 (A) = 2.Imax ;

Vậy ta chọn cáp 10kV,cách điện XLPE ,đai thép ,vỏ PVC của hãng FURUKAWA,

có tiết diện 16mm2 ,

Chọn cáp từ TBATG đến B4:

Stttba4 = 1012,19 kVA ; ΔPoS = 117,6 kVA ;

Imax = 10122,.1910. 1173 ,6= 32,61(A) ;Fkt = 322,,761= 12,1 mm2;

Chọn tiết diện gần nhất F = 16 mm2 , do hãng FURUKAWA chế tạo có Icp= 110 A ;

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :

0,93.110 = 102,3 (A) > 65,22 (A) = 2.Imax ;

Vậy ta chọn cáp XLPE-10 kV của hãng FURUKAWA,có tiết diện 16mm2 ,

Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng :

Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phương án ,các đoạngiống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phương án

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,đoạn đường cáp ở đây cũng ngắn ,tổn thất điện áp không đáng kể ,nên có thể bỏ qua khôngkiểm tra lại theo điều kiện ΔPoUcp ,

2XLPE(3X16)

2XLPE(3X16)

k2 = 1;ta dùng cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3x70+50) có dòng điện cho phép Icp = 254 A ;khi đó 254 (A) > 239,7 (A)

chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp B3 về phân xưởng đúc (5) :

Ta xem (5) là phụ tải loại 1 nên dùng lộ kép Imax = 2 U.Stt. 3 = 2.3770,38,54. 3 =286,8 (A) ;

Đối với mỗi pha của mỗi lộ ta dùng cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo Icp = 750 A ;tíêt diện 500 mm2 khoảng cách mỗi sợi là 300 mm,ta dùng 1 sợi làm dây trung tính do đó

k2 = 0,85 ; khi đó

k2.Icp = 0,85.750 (A) = 635,7(A) > 620,4 (A) = 2Imax

chọn cáp từ trạm biến áp B2 về văn phòng và phòng thiết kế :

Ta dùng lộ kép Imax =

2 U

= 2.1130,38,55. 3 = 86,26 A;k2 = 0,93 ;

k2.Icp > Isc = 2 Imax = 172,52 A ;Icp > 172,52/0,93 = 185,5 A ;

Ta chọn cáp 3 lõi +trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện (3x50 +35).Icp = 206 A ;

chọn cáp từ B3 về trạm bơm (9) :

Ta dùng lộ kép

Ta chọn cáp 3 lõi +trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo có tiết diện (3x50 +35).Icp = 206 A ;

Bảng 7.5: kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 1 :

đường cáp Tiết diệnF(mm2) dài L(m)Chiều (Ω/km)Ro R(Ω) (10đơn giá3Đ/m) Thành tiền(103Đ)

10 R 

(kW) ;Trong đó :

R =

ro.l (Ω);

n: số đường dây của một pha đi song song ;

đối với các cáp cao áp từ TBATG về các trạm biến áp phân xưởng thì Stt = công suất tính toán của phân xưởng màtrạm biến áp cần cung cấp (Sttpx) + tổn thất công suất trong các máy biến áp của trạm biến áp (ΔPoS);

nPo

trạm MBA (kW) (kW) (%) (%) (kVA) (kVA) (kVar) (kVA)

Bảng7.7 : tổn thất công suất tác dụng trên các đường cáp phương án 1 :

đường cáp F(mm2) L(m) ro(Ω/km) R(Ω) Stt(kVA) ΔPoP(kW)

vốn đầu tư mua máy cắt điện trong mạng cao áp của phương án 1:

Mạng cao áp trong phương án có điện áp 10 kV từ TBATG đến 4 trạm biến áp phân xưởng ,TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trong trạm

Với 4 TBA ,mỗi trạm có hai máy biến áp nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đường cáp ,vậy trong mạng cao áp của

n- số máy cắt trong mạng cần dùng ;

M – giá 1 máy cắt ,M= 12000 USD (10 kV) ;Tỷ giá quy đổi 1 USD = 15,868 103 (Đ)M = 12000.15,868.103 = 190,416 106 (Đ) ;Kmc = 11 190,416 106 = 2094,6 106(Đ) ;chi phí tính toán của phương án 1 :

Khi tính toán vốn đầu tư xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phương án ;

(K = Kb + Kđ+Kmc)những phần giống nhau đã được bỏ qua không xét đến ;tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đường dây :

ΔPoA = ΔPoAb + ΔPoAđ,

Chi phí tính toán Z1 của phương án 1 :Vốn đầu tư :

- Z1 = (avh + atc) K1 + c.ΔPoA1

= ( 0,1+ 0,2) 3241,6625 106+ 1000 767206,74 = 1739,70549 106 (Đ) ;

Ta sử dụng trạm biến áp trung gian hạ cấp điện áp 35 kV xuống cấp điện áp 10 kV cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng B1,B2,B3,B4 trong phương án 2 về trạm biến áp phân xưởng ,các trạm biến áp này sẽ hạ cấp điện áp 10 kV xuốngcòn 0,38 kV cung cấp cho các phụ tải của nhà máy :

hình 3 :sơ đồ phương án 2 :