Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp

Đồ án môn học cung cấp điện 111Equation Chapter Section 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Nhiệm vụ 1B I Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp II Các số liệu ban đầu: Thông số Dữ kiện phân xưởng xí nghiệp cho bảng Nguồn điện 22kV từ hướng Đông tới; công suất ngắn mạch điểm đấu điện Sk     1  250 MVA ; khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L=500(2+) (m) Thời gian sử dụng công suất cực đại TM =4400(h); phụ tải loại I loại II chiếm kI&II = 78% Giá thành tổn thất điện c =1800 đ/kWh; suất thiệt hại điện gth = 10000 đ/kWh; hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc=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 Số liệu phân xưởng Ký hiệu sơ đồ mặt 10 11 12 13 14 Tên phân xưởng phụ tải Tổng công suất đặt, kW Hệ số nhu cầu, knc Phân xưởng điện phân Phân xưởng Rơn gen Phân xưởng đúc Phân xưởng oxyt nhơm Khí nén Máy bơm Phân xưởng đúc Phân xưởng khí – rèn Phân xưởng khí – rèn Lị Kho nhiên liệu Kho vật liệu vôi clorur (bột tẩy trắng) Xưởng lượng Nhà điều hành, nhà ăn 1x950 700 1,5x500 370 250 300 1,5x680 550 550 0,5x650 10 20 0,55 0,40 0,551,5 0,44 0,54 0,52 0,551,5 0,43 0,43 0,550,5 0,57 -i- 350 150 0,62 0,43 0,44 Hệ số công suất, cosφ 0,7 0,55 0,71,5 0,64 0,53 0,62 0,71,5 0,56 0,56 0,70,5 0,80 0,67 0,72 0,87 Đồ án môn học cung cấp điện 15 Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Garage ơtơ 25 0,50 0,82 Chú thích: α=số ứng với ký tự đầu họ; β=số tương ứng với ký tự đầu tên; γ= số tương ứng với ký tự đầu tên đệm A E M R Ă Ê N S Â G O T B H Ô U C I Ơ Ư D K P V Đ L Q X 0,5 1,0 1,25 1,5 Y  α=H = 1,0 ; β = V =1,5; γ= Đ = 0,5 Mặt phân xưởng (Tỷ lệ- 1:1000) 10 11 13 15 12 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 cơng suất phản kháng nâng cao cos Hạch tốn cơng trình IV Các bảng biểu, vẽ Các phương án mạng điện, biểu đồ phụ tải - ii - 14 Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN Sơ đồ nguyên lý mặt chiếu sáng phân xưởng (nếu có) Sơ đồ nguyên lý mặt mạng điện lựa chọn Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt nối đất trạm biến áp Bảng tổng hợp vật tư thiết bị số liệu tính tốn Ngày giao: /8/2018 Ngày nộp: /11/2018 Giảng viên hướng dẫn - iii - Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính tốn phụ tải chiếu sáng tồn phân xưởng Bảng 1.2 Tính tốn phụ tải động lực toàn phân xưởng Bảng 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng Bảng 2.1 Tọa độ phân xưởng Bảng 2.2 Tính tốn tọa độ tâm phụ tải TBA nhóm phụ tải .10 Bảng 2.3 Tính tốn cơng suất MBA trạm biến áp phân xưởng 11 Bảng 2.4 Thông số chi tiết MBA lựa chọn 12 Bảng 2.5 Tính tốn tổn thất điện MBA 13 Bảng 2.6 Chọn tiết diện dây dẫn từ TBA đến phân xưởng 17 Bảng 2.7 Tổn thất điện áp toàn đường dây hạ áp .17 Bảng 2.8 Chọn thiết diện dây dẫn trung áp từ TPPTT đến TBA PA1 19 Bảng 2.9 Tổn thất điện áp đường dây trung áp PA1 .19 Bảng 2.10 Kiểm tra điều kiện phát nóng đường dây PA1 20 Bảng 2.11 Chọn thiết diện dây dẫn trung áp từ TPPTT đến TBA PA2 20 Bảng 2.12 Kiểm tra tổn thất điện áp đường dây PA2 .21 Bảng 2.13 Kiểm tra điều kiện phát nóng PA2 .21 Bảng 2.14 Tổn thất công suất tổn thất điện lộ dây trung áp PA1 .22 Bảng 2.15 Tổn thất công suất tổn thất điện lộ dây trung áp PA2 .23 Bảng 3.1 Thông số đường dây trung áp 26 Bảng 3.2 Tính tốn ngắn mạch 28 Bảng 3.3 Kiểm tra ổn định nhiệt cáp điện .28 Bảng 3.4 Bảng tính tốn ngắn mạch sau chọn lại đường dây 29 Bảng 3.5 Tính tốn lựa chọn aptomat 37 Bảng 4.1 Tính tốn điện trở điện cáp dẫn trạm phân xưởng 42 Bảng 4.2 Điện trở máy biến áp trạm phân xưởng 43 Bảng 4.3 Điện trở tương đương nhánh dây dẫn 43 Bảng 4.4 Công suất tụ bù tối ưu đă ̣t tại cái hạ áp các trạm biến áp phân xưởng 44 - iv - Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN Bảng 4.5 Lựa chọn gam tụ bù cho trạm biến áp 45 Bảng 4.6 Lượng điện tiết kiệm sau bù công suất phản kháng 46 Bảng 5.1 Danh mục trạm biến áp 47 Bảng 5.2 Danh mục phần mạng điện phân xưởng 47 Bảng 5.3 Tính tốn tổn thất cơng suất tác dụng đường dây 49 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Diện tích phân xưởng .2 Hình 2.1 Sơ đồ hình tia 14 Hình 2.2 Sơ đồ liên thông 14 Hình 3.1 Sơ đồ ngắn mạch 25 Hình 3.2 Sơ đồ ngun lí mạng điện tồn xí nghiệp 30 Hình 3.3 Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm .31 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối tồn hệ thống xí nghiệp .31 Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối TBA 33 Hình 4.1 Cách đặt tụ bù 41 Hình 4.2 Sơ đồ lắp đặt tụ bù cho hai trạm .45 -v- Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN - vi - Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN MỤC LỤC CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 1.1 Tính phụ tải chiếu sáng 1.2 Tính tốn phụ tải động lực .3 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TOÀN XÍ NGHIỆP 2.1 Xác định tâm phụ tải tồn xí nghiệp 2.2 Lựa chọn công suất số lượng MBA .8 2.2.1 Chọn cấp điện áp 2.2.2 Chọn số lượng công suất TBA phân xưởng 2.3 Lựa chọn sơ đồ mạng điện xí nghiệp .14 2.3.1 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm phân phối trung tâm 15 2.3.2 Chọn dây dẫn từ trạm PPTT tới TBA phân xưởng .16 CHƯƠNG TÍNH NGẮN MẠCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 25 3.1 Tính tốn ngắn mạch 25 3.1.1 Sơ đồ tính tốn ngắn mạch .25 3.1.2 Tính dòng ngắn mạch điểm 27 3.2 Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 28 3.2.1 Kiểm tra ổn định nhiệt cáp điện 28 3.2.2 Lựa chọn thiết bị vị trí hạ ngầm 29 3.2.3 Sơ đồ trạm PPTT 30 3.2.4 Thiết kế cho TBA phân xưởng 32 3.2.5 Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện 33 CHƯƠNG TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG .40 4.1 Cơ sở tính tốn bù cơng suất phản kháng .40 4.1.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng 40 4.1.2 Chọn thiết bị bù 40 Đồ án môn học cung cấp điện 4.2 Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Tính tốn lựa chọn mạch tụ bù 41 4.2.1 Lựa chọn vị trí cơng suất bù 41 4.2.2 Chọn dây thiết bị bảo vệ cho mạch bù 41 4.2.3 Đánh giá hiệu bù 45 CHƯƠNG HẠCH TỐN CƠNG TRÌNH .47 5.1 Phần trạm biến áp 47 5.2 Phần mạng điện phân xưởng 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu phát nhiệt mức độ huỷ hoại cách điện Nói cách khác, phụ tải tính tốn đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự phụ tải thực tế gây ra, chọn thiết bị theo phụ tải tính tốn đảm bảo an tồn cho thiết bị mặt phát nóng Phụ tải tính tốn sử dụng để lựa chọn kiểm tra thiết bị hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc thiết bị điện, trình độ phương thức vận hành hệ thống Vì xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó khăn quan trọng Bởi phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến cố cháy nổ, nguy hiểm Nếu phụ tải tính tốn lớn thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu, gây lãng phí Do tính chất quan trọng nên từ trước tới có nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trình bày nên chưa có phương pháp hồn tồn xác tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính tốn lại thiếu xác, cịn nâng cao độ xác, kể đến ảnh hưởng nhiều yếu tố phương pháp tính lại phức tạp Sau số phương pháp tính tốn phụ tải thường dùng thiết kế hệ thống cung cấp điện: -Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu -Phương pháp tính theo cơng suất trung bình -Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm -Phương pháp tính theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Trong thực tế tuỳ theo quy mô đặc điểm cơng trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính tốn phụ tải điện thích hợp 1.1 Tính phụ tải chiếu sáng Các phân xưởng máy chiếu sáng đèn sợi đốt,nếu chiếu sáng đèn tuýp gây cho công nhân tượng mỏi mệt,chóng mặt,hoa mắt,dẫn tới -1- Đồ án mơn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN tai nạn lao động,gây thứ phẩm phế phẩm Còn với phân xưởng thiết kế, phịng thí nghiệm, kho nhiên liệu ,phịng hành ta dùng bóng tuýp Phụ tải chiếu sáng phân xưởng xác định theo suất chiếu sáng đơn vị diện tích P0 (W/m2) Bố trí đèn: thường bố trí theo góc hình vng hình chữ nhật Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tỉ lệ với diện tích nên phụ tải chiếu sáng xác định theo công thức: Pcs = P0.D (1.1) Qcs = Pcs.tg (1.2) Trong : Bóng đèn sợi đốt có : Cosφ=1 ; tgφ=0→ Qcs=0 Bóng tuýp có : Cosφ=0,85 ; tgφ=0,62→Qcs≠0 P0: suất phụ tải chiếu sáng đơn vị diện tích (kW/m2) Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng P0=15 W/m2 = 0.015 (kW/m2) D: diện tích phận phân xưởng 25 66 17 37 12 17 13 7 10 17 10 27 10 11 10 12 18 28 15 14 10 Hình 1.1 Diện tích phân xưởng * Tính tốn cho phân xưởng điện phân Đối với phân xưởng 1: có diện tích D1 = 66x25 = 1650 m2, nên : -2- Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Do giá thành cầu chì khơng đắt nên ta chọn cầu chì cao áp loại dựa điều kiện chọn cầu chì với dịng cưỡng lớn kiểm tra lại theo điều kiện hóa học Dòng cưỡng máy biến áp 400 kVA: I cb=1,4 Sđ m=1 , 400 =14,7( A) √ 22 Vậy chọn dòng cưỡng Icb = 32 (A) Như sử dụng cầu chì ống cao áp Siemens chế tạo Thơng số cầu chì: Idm (kA) IcatN (kA) IcatN.min (kA) UdmCC (kV) 32 31,5 230 25 Kiểm tra: Điện áp định mức : UđmCC = 25 (kV) > Uđm.XN = 22 (kV) Dòng điện định mức : IđmCC = 32 (kA) > Icb = 14,7(A) Dòng điện cắt định mức : IN.MC = 31,5 (kA)  IN.XN = 13,88(kA) → Cầu chì chọn thỏa mãn d) Chọn kiểm tra dao cách li cao áp Nhiệm vụ dao cách ly tạo khoảng hở trông thấy phận mạng điện phận cách điện nhằm mục đính dảm bảo an toàn vận hành sửa chữa Để thuận lợi cho việc lắp đặt, thay thế, sửa chữa ta nên dùng loại dao cách ly cho trạm biến áp Điện áp định mức UdmCL  Udm.XN Dòng điện định mức IdmCL  Icb Dòng điện cắt định mức IdmCL  IN Ta chọn dao cách ly DN 22/400 điện áp 22 kV công ty thiết bị điện Đơng Anh chế tạo có thơng số cho bảng sau: Loại DCL Idm(A) Idm.DCL(kA) Id.dm (kA) UdmDCL(kV) DN 22/400 400 12 35 31 - 35 - Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Kiểm tra: Điện áp định mức : UđmDCL = 35 (kV) ≥ Uđm.XN = 22 (kV) Dòng điện định mức : IđmDCL = 400 (A) > Icb = 14,7(A) Dòng điện cắt định mức : IcdmDCL = 31 (kA)  IN.XN = 13,88(kA) Vậy dao cách ly chọn thỏa mãn e) Chọn kiểm tra aptomat Điều kiện chọn Aptomat: Aptomat chọn theo dòng làm việc lâu dài: IdmA  Ilv max  I tt  Stt 3.U dm U dmA  U dm.m Aptomat kiểm tra theo khả cắt ngắn mạch: Icat.dm  I N Với Aptomat tổng sau máy biến áp để dự trữ chọn theo dòng định mức MBA I dmA  I B  SdmB 3.U dm Trường hợp trạm đặt MBA, máy cố cho phép máy lại tải 40%, lúc dòng tải qua MBA : IqtB = 1,4.IdmB Xét trạm biến áp 1: Dòng lớn qua MBA tổng TBA có SđmB = 180 kVA với hệ số tải Kqt = 1,4 là: I qtB1=k qt S dmB √ U dm =1,4 180 =( A) √3 0,4 Tính tốn tương tự chọn aptomat sau Merlin Gerin chế tạo Thông số aptomat hạ áp: Bảng 3.23 Tính tốn lựa chọn aptomat Tên trạm SđmB (kVA) Iqt (A) Loại - 36 - Uđm (V) Iđm (A) INmax (kA) Số cực Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN B1 180 363,73 NS630N 250→630 (A) 690 630 10 3,4 B2 320 646,632 CM1250N 625→1250 (A) 690 1250 50 3,4 B3 250 505,18 NS630N 250→630 (A) 690 630 10 3,4 B4 180 363,73 NS630N 250→630 (A) 690 630 10 3,4 B4-B5 50 72,168 NS160N 16→160 (A) 690 160 3,4 B6 250 505,18 NS630N 250→630 (A) 690 630 10 3,4 f) Chọn kiểm tra máy biến điện áp Lựa chọn kiểm tra máy biến điện áp BU BU chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmBU ≥ Uđm,m = 22 kV Chọn loại BU pha trụ 4MS25 kiểu hình trụ hãng Siemens chế tạo có thơng số kỹ thuật sau: Thơng số kỹ thuật 4MS25 Uđm ( kV) 25 U chịu đựng tần số công nghiệp 1( kV) 70 U chịu đựng xung 1,2 /50µs (kV) 170 U1đm ( kV) 35/√ U2đm ( kV) 120/√ Tải định mức (VA) 400 g) Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng Chọn lựa kiểm tra máy biến dòng điện BI Kiểm tra với trạm biến áp có cơng suất lớn trạm B2 BI chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmBI ≥ Uđm,m = 22 kV Dòng điện sơ cấp định mức: Itt = Iqt = k qt S đmB 1,4.2 320 = = 19,6 (A) 1,2 √ 22 1,2 √ 22 - 37 - Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Chọn BI loại 4ME16, kiểu hình trụ Siemens chế tạo có thơng số kỹ thuật sau: Bảng thơng số máy biến dịng: Thơng số kỹ thuật 4ME16 Uđm (kV) 25 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 70 U chịu đựng xung 1,2 / 50µ (kV) 170 I1dm (kA) 5-1200 I2dm (kA) Iodnhiet (kA) 80 Ioddong (kA) 120 - 38 - Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN CHƯƠNG 4.TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1 Cơ sở tính tốn bù cơng suất phản kháng 4.1.1 Các biện pháp bù công suất phản kháng Nâng cao hệ số cơng suất làm giảm lượng cơng suất phản kháng phải truyền tải đường dây có phương pháp : -Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên: Vận hành hợp lý thiết bị dùng điện nhằm giảm lượng Q đòi hỏi từ nguồn -Nâng cao hệ số cosφ cưỡng thiết bị bù : khơng giảm lượng Q địi hỏi từ thiết bị dùng điện mà cung cấp công suất phản kháng Q hộ dùng điện nhằm giảm lượng Q phải truyền tải đường dây 4.1.2 Chọn thiết bị bù + Tụ điêṇ Là loại thiết bị bù tĩnh làm viê ̣c với dòng vượt mức điê ̣n áp đó có thể sinh công suất phản kháng Q cấp cho mạng điê ̣n -Ưu điểm: Tỏn thất công suất tác dụng bé, viê ̣c tháo lắp dễ dàng, hiê ̣u quả cao, vốn đầu tư nhỏ -Nhược điểm: Nhạy cảm với sự biến đô ̣ng của điê ̣n áp đă ̣t lên cực tụ điê ̣n, cấu kém chắc chắn, dê bị phá hỏng ngắn mạch xảy điê ̣n áp tăng Khi tụ điê ̣n đóng vào mạng sẽ có dòng điê ̣n xung, hay cắt điê ̣n khỏi tụ tụ vẫn còn điê ̣n áp dư gây nguy hiểm Phạm vi sử dụng: Với những ưu và nhược điểm thì tụ bù thường được sử dụng ở những phân xương vừa và nhỏ, cần lượng bù không lớn lắm + Máy bù đồng bô ̣: Máy bù đồng bô ̣ là mô ̣t loại đô ̣ng đồng bô ̣ làm viê ̣c ở chế đô ̣ không tải -Ưu điểm: Là thiết bị rất tốt để điều chỉnh điê ̣n áp, nó thường đă ̣t để điều chinh điê ̣n áp ̣ thống, chế tạo gọn nhẹ, rẻ tiền -Nhược điểm: Lắp ráp vâ ̣n hành khó khăn Phạm vi sử dụng: Với những ưu và nhược điểm trên, để kinh tế thì máy bù đồng bô ̣ cần đă ̣t ở những nơi cần bù tâ ̣p trung với dung lượng lớn - 39 - Đồ án mơn học cung cấp điện 4.2 Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Tính tốn lựa chọn mạch tụ bù 4.2.1 Lựa chọn vị trí cơng suất bù Tụ điện điện áp thấp (0,4kV) đặt theo cách: đặt tập trung phía điện áp thấp trạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm tủ phân phối động lực đặt phân tán thiết bị dùng điện M M M M a) M M M M b) M M M c) M Hình 4.9 Cách đặt tụ bù Đứng mặt giảm tổn thất điện mà xét việc đặt phân tán tụ bù thiết bị điện có lợi Song với cách đặt thiết bị điện nghỉ tụ điện nghỉ theo, hiệu suất sử dụng không cao, phương án dùng để bù cho động không đồng có cơng suất lớn Phương án đặt tụ điện tập trung điện áp thấp trạm biến áp phân xưởng dùng trường hợp dung lượng bù lớn có yêu cầu tự động điều chỉnh dung lượng bù để ổn định điện áp mạng Nhược điểm phương pháp không giảm tổn thất mạng điện phân xưởng Phương án đặt tụ điện thành nhóm tủ phân phối động lực đường dây phân xưởng dùng nhiều hiệu suất sử dụng cao giảm tổn thất mạng điện áp cao lẫn mạng điện áp thấp Vì tụ đặt thành nhóm nhỏ (khoảng 30 - 100 kVAr), nên chúng khơng chiếm diện tích lớn, đặt chúng tủ tủ phân phối động lực, xà nhà phân xưởng Nhược điểm phương pháp nhóm tụ điện nằm phân tán khiến việc theo dõi chúng vận hành khơng thuận tiện khó thực việc tự động điều chỉnh dung lượng bù 4.2.2 Chọn dây thiết bị bảo vệ cho mạch bù a) Xác định lượng bù xí nghiệp - 40 - Đồ án mơn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN Pttpx =3005,886( kW ) Q ttpx =3629,4783(kVAr) Sttpx =4748,82(kVA ) Cosφ=0,6378 Yêu cầu bù mô ̣t lượng công suất phản kháng để ̣ số công suất của nhà máy được 0,95 Lượng công suất phản kháng cần bù thêm để xác định: Q b=P ttpx × ( tan φ1−tan φ2 ) Trong đó: Pttpx : Cơng śt tính toán của phân xưởng φ1: Góc ứng với ̣ số công suất trung bình cosφ1 trước bù φ2: Goc ứng với ̣ số công suất cosφ2 sau bù cosφ1 = 0,6378 → tanφ1 = 1,2076 cosφ2 = 0,95 → tanφ2 = 0,3287 Thay vào công thức ta được: Q b=P ttpx × ( tan φ1−tan φ2 ) = 3005,886.(1,2076 – 0,3287) = 2641,873 (kVar) Vậy ta cần đặt bù công suất phản kháng 2641,873 kVAr để nâng cao hệ số cosφ lên 0,95 b) Phân bố lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng Xác định điện trở tương đương Điện trở dây cáp: - Điê ̣n trở các đường cáp từ TPPTT về TBA phân xưởng: R C = r0l/n ( n là số lô ̣) Vậy ta có bảng sau: Bảng 4.24 Tính tốn điện trở điện cáp dẫn trạm phân xưởng Đường dây N L (m) PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 B4-B5 2 2 53,5 63,5 68,5 4,5 36,5 R0 (Ω/km) 0,524 0,524 0,524 0,524 0,524 - 41 - Rc (Ω) Ftc (mm2) 0,01402 0,01664 0,01795 0,00118 0,01913 35 35 35 35 35 Đồ án môn học cung cấp điện PPTT-B6 Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN 74 0,524 0,01939 35 Điện trở máy biến áp Được xác định theo công thức : R B= ∆ P N × U 2đm nS2đmB Trong đó: RB: điện trở máy biến áp (Ω) ∆ P N : tổn thất công suất mang tải MBA (W) Bảng 4.25 Điện trở máy biến áp trạm phân xưởng Tên trạm B1 B2 n 2 SđmB (kVA) 180 320 ΔPN (W) 2150 3850 RB (Ω) 16,058 9,098 B3 B4 B5 B6 2 250 180 50 250 3200 2150 1000 3200 12,39 16,058 193,6 12,3904 Điện trở tương đương nhánh: Được xác định theo công thức: Rtđi =RCi + R Bi Trong đó: Rtđi: điện trở tương đương nhánh i.(Ω) RCi: điện trở cáp nhánh i.(Ω) RBi: điện trở máy biến áp i (Ω) Bảng 4.26 Điện trở tương đương nhánh dây dẫn Đường dây PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 B4-B5 PPTT-B6 Rc (Ω) 0,01402 0,01664 0,01795 0,00118 0,01913 0,01939 RB (Ω) 16,058 9,098 12,39 16,058 193,6 12,3904 Rtđ (Ω) 16,0726 9,1152 12,4083 16,0598 193,6191 12,4097 Điện trở tương đương toàn mạng điện: coi nhánh đấu song song, ta có: Rtđm = ( 1 1 1 + + + + + R tđ Rtđ Rtđ Rtđ Rtđ Rtđ −1 ) = 2,5 (Ω) - 42 - Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Xác định dung lượng bù trạm biến áp phân xưởng Ta có CT: Q bi =Q i− Q∑−Q bù × RtđM ( kVAr) R tđi Trong đó: Q∑: tổng cơng suất phản kháng trước bù, Q∑=3488,85kVAr Qbù: tổng công suất phản kháng cần bù, Qbù=1322,9 kVAr Qi: công suất phản kháng trạm phân xưởng thứ i, kVAr RtmM: điện trở trở tương đương toàn mạng, (Ω) Rtđi: điện trở tương đương nhánh i, (Ω) Xét trạm phân xưởng 1: Q bi =Q i− Q ∑−Q bùtổng 3629,478−2641,873 × RtđM = 532,95 2,5 = 379,53 (kVar) 16,072 Rtđi Tính tốn tương tự cho trạm phân xưởng cịn lại ta có: Bảng 4.27 Công suất tụ bù tối ưu đă ̣t tại cái hạ áp các trạm biến áp phân xưởng Qttxn (kVar) Qbi (kVar) Tên nhánh Rtđ (Ω) Qi (kVar) PPTT-B1 16,0726 532,95 379,5367 PPTT-B2 9,1152 1040,233 769,7244 PPTT-B3 12,4083 739,08219 PPTT-B4 16,0598 557,04 B4-B5 193,6191 29,49083 16,7557 PPTT-B6 12,4097 730,68228 531,9876 3629,478 Qbùtổng (kVar) 2641,873 Rtđm (Ω) 2,4967048 540,3644 403,5041 c) Chọn tụ bù Do trạm sử dụng hai máy biến áp nên cần chọn tụ chẵn để chia cho hai phân đoạn góp hạ áp Chọn dùng loại tủ điện bù có điện áp định mức 380V DAE YEONG (Trang 283-Sách Giáo trình Cung Cấp Điện-TS.Ngơ Hồng Quang NXB Giáo dục Việt Nam 2012) Cụ thể vối trạm biến áp ghi bảng : Bảng 4.28 Lựa chọn gam tụ bù cho trạm biến áp Trạm Loại tụ B1 B2 DLE-4J50K5S DLE-4J50K5S Qbù (kVar) 50 50 - 43 - Số lượng 16 Tổng Qb (kVar) 400 800 Qbi (kVar) 379,5367 769,7244 Đồ án môn học cung cấp điện B3 B4 B5 B6 Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN DLE-4J75K5S DLE-4J75K5S DLE-4J50K5S DLE-4J75K5S 75 75 50 75 8 600 450 50 600 540,3644 Tủ bù Tủ PP cho PX Tủ ATM tổng 403,5041 16,7557 531,9876 Sơ đồ lắp đă ̣t tụ, aptomat bảo vê ̣ cho tụ Tủ ATM tổng Tủ PP cho px Tủ bù Tủ Tổng Hình 4.10 Sơ đồ lắp đặt tụ bù cho hai trạm 4.2.3 Đánh giá hiệu bù Tính tốn cho phân xưởng 1: cơng suất biểu kiến phân xưởng sau bù là: S1s = P1 + j(Q1 – Qb1) = 547,25 + j(532,95 – 379,536 ) = 547,25 + 153,414 (kVA) Tổn thất điện sau bù: P21 s +Q1 s2 547,252+ 153,412 Δ A S= × R1 × τ= 0,01402 10−3 2786,52 = 26,07 (kW) 2 U dm 22 Tổn thất điện sau bù: P21 t +Q1 t2 547,252+ 532,952 Δ A 1t = × R × τ= 0,01402.1 0−3 2786,52 = 47,1 (kW) 2 U dm 22 Lượng điê ̣n tiết kiê ̣m được bù công suất phản kháng: ∂A = ΔA1t – ΔA1s = 47,1 – 26,07 = 21,03 (kWh) Tính tốn lượng điện tiết kiệm sau bù kết bảng sau: - 44 - Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN Bảng 4.29 Lượng điện tiết kiệm sau bù công suất phản kháng Đoạn cáp PPTT-1 PPTT-2 PPTT-3 PPTT-4 Trạm 4-5 PPTT-6 Ptt (kW) 547,25 762,525 544,88 481,355 35,16 669,876 Qtt (kVar) 532,95 1040,233 739,0822 586,5308 29,49083 730,6823 Qbi (kVar) Rci (Ω) 379,5367 769,7244 540,3644 403,5041 16,755 531,987 Tổng 0,014 0,016 0,017 0,0011 0,0191 0,0193 Số tiền tiết kiệm năm là: δC = δA.c = 227,1722.1800 = 408909.103 ( VNĐ) - 45 - ΔAS (kW) 26,067 62,701 34,757 1,8001 0,1539 54,495 ΔAt (kW) ∂A (kWh) 47,0897 159,339 87,1177 3,6865 0,2318 109,683 21,0222 96,6371 52,3607 1,8863 0,0779 55,187 227,1722 Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN CHƯƠNG 5.HẠCH TỐN CƠNG TRÌNH 5.1 Phần trạm biến áp Bảng 5.30 Danh mục trạm biến áp Trạm Số lượng SđmB (kVA) Đơn giá (106) Thành tiền (106) B1 180 179 358 B2 320 274 548 B3 250 238 476 B4 180 179 358 B5 50 102 102 B6 250 238 476 Tổng Nhà sản xuất Cty TBĐ Đông Anh Cty TBĐ Đông Anh Cty TBĐ Đông Anh Cty TBĐ Đông Anh Cty TBĐ Đông Anh Cty TBĐ Đông Anh 2318 Tổng giá thành mua MBA VB 2318.106(đ) Tổng giá thành có tính cho cơng suất lắp đặt: V  k VB  1,1.2318 2549,8 (đ) Tổng chi phí vận hành (tính tổn thất ) hàng năm máy biến áp: Với, atcB = 0.125 avhB = 10% = 0.1, ∆AB = 304957,35 (kWh) ZttB  (atc  avh ).VB  AB c = (0,125 + 0,1) 2549,8 + 304957,35.10-6.1800 = 1122,63 (106 đ) 5.2 Phần mạng điện phân xưởng Bảng 5.31 Danh mục phần mạng điện phân xưởng Stt Tên thiết bị Dây dẫn Loại Cáp đồng lõi 12-24kV XLPE70 Cáp đồng lõi 1,8-3kV XLPE- Đơn vị Số lượng Giá tiền (106 đ) Thành tiền Hãng m 4203,5 0,711 2988,68 FURUKAWA m 14 935 13,09 FURUKAWA - 46 - Đồ án môn học cung cấp điện 500 Cáp đồng lõi 1,8-3kV XLPE70 Cáp đồng lõi 1,8-3kV XLPE10 10 12 13 Dao cách ly Tủ máy cắt Máy biến điện áp Máy biến dòng Chống sét van Cầu chì Aptomat hạ áp Hồng Đức Việt_CLCD12DCN m 145 550 79,75 FURUKAWA m 81 104 8,424 FURUKAWA DN22/400 Cái 14 1,28 17,92 Cty TBĐ Đông Anh 3AF612-4 Cái 14 12,437 174,118 Siemen 4MS25 Cái 2,4 16,8 Siemen 4ME16 Cái 0,06 0,36 Siemen Cái 14 0,425 5,95 COOPER Cái Cái Cái Cái 1 0,3875 2 8,5 2,7125 8,5 Siemen Merlin Gernin Merlin Gernin Merlin Gernin EME - LA Cooper 24kV – 1601 3NA2 812 NS630N NS160N CM1250N 14 Thanh đồng 25x3 Cái 21 0,025 0,525 Malaysia 15 16 Tụ bù DLE-4J50K5S DLE-4J75K5S Cái Cái 25 22 0,45 0,5 11,25 11 DEA YEONG DEA YEONG 17 Cáp ngầm cách điện PVC m 1,75 31,173 46,76 LENS Tổng 3395,848 Vậy, tổng chi phí để xây dựng mạng điện xí nghiệp là: 3,395848 tỷ đồng Ta xem tổn thất thiết bị đóng cắt khơng đáng kể so với tổn thất đường dây tải điện máy biến áp - Tổn thất điện đường dây là: P 2imax+ Q2imax ∑ΔP = Ri U 2đm Ta có bảng kết quả: Bảng 5.32 Tính tốn tổn thất cơng suất tác dụng đường dây Cáp Imaxsc L (m) - 47 - Số lộ R (Ω) ΔP (kW) Đồ án mơn học cung cấp điện Hồng Đức Việt_CLCD12DCN Nguồn-PPTT 13,87929 1819,5 0,52 13,1317 PPTT-B1 12,28096 53,5 0,52 0,3416 PPTT-B2 12,27004 63,5 0,52 0,4051 PPTT-B3 12,26459 68,5 0,52 0,4368 PPTT-B4 12,33458 4,5 0,52 0,0288 B4-B5 12,25968 36,5 0,52 0,2326 PPTT-B6 12,25859 74 0,52 0,4717 B2-4 221,904 46 0,268 2,7356 B3-14 68,92987 23 1,83 2,9012 B4-13 182,1142 26,5 0,268 1,2933 B5-11 7,389016 1,83 0,0946 B5-15 15,41171 28 1,83 0,7896 B6-7 618,7421 0,0366 0,1585 Tổng 23,0218 Ta có tổng tổn tất công suất tác dụng là: ∆P = 23,0218 kW Tổn thất điện đường dây: Ad  P.T max  23,0218.4400  101296,044 (kWh) Tổng chi phí vận hành (Tính tổn thất) năm mạng điện: Với, atcM = 0.125 avhM = 10% = 0.1 ZttM  (atc  avh ).VM  Ad c = (0,125+0,1) 3735,4328 + 1800.101296,044.10-6 = 1022,805 (106 đ) Như vậy, hàm chi phí tính tốn năm tồn xí nghiệp là: Zttxn  ZttM  ZttB 1022,8051122,63 = 2145,435 (106đ) - 48 - Đồ án môn học cung cấp điện Hoàng Đức Việt_CLCD12DCN 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 – Ngô 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 - 49 - ... -Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng 2, 3, -Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xưởng 8, 9, 14 -Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xưởng 5, 6, 13 -Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xưởng 11, 12,... Tổng cơng suất tính toán phân xưởng mà trạm cung cấp điện • Tính tốn cho trạm biến áp B1: Trạm biến áp B1 gồm hai MBA làm việc song song cung cấp điện cho phân xưởng đúc Tính tốn cơng suất MBA... vận hành tổn thất điện toàn hệ thống, cung cấp điện áp truyền tải cịn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí đầu tư cho cách điện đường dây Để tối ưu hóa việc cung cấp điện áp truyền tải từ nguồn đến