Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ1.Mở đầu :

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy : vị trí địa lý , kinh tế , Đăc điểm công nghệ , đặc điểm và phân bố phụ tải : Phân loại phụ tải

1.2 Nội dung tính toán thiết kế ; các tài liệu tham khảo 2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sũa chữa cơ khí.4 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:

4.1 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng 4.2 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (Trạm biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm

4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

5 Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy 6 Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY

1 Điện áp : Tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy

2 Công suất của nguồn điện :vô cùng lớn

3 Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250MVA 4 Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC.

5 Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy :15 km 6 Nhà máy làm việc 3 ca

Ngày nhận đề :6 tháng 3 năm 2010 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

THẦY GIÁO : Nguyễn Ngọc Ấn

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

I, VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ

Nhà máy luyện kim đen là nhà máy công nghiệp nặng quan trọng trong nềnkinh tế quốc dân , cung cấp nguyên liệu cho các ngành khác : cơ khí chế tạo , giaothông , xây dựng …Kinh tế càng phát triển thì nhu cầu kinh tế càng tăng cao vì sảnlượng gang thép tính theo đầu người là một trong những chỉ tiêu chủ yếu để đánhgiá tiềm lực của đất nước Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta xếp nhà máy hộtiêu thụ loại 1 , cần đảm bảo cấp điện liên tục và an toàn

Do đặc điểm công nghệ có nhiều khí bụi nên nhà máy luyện kim được bố tríở vùng xa thành phố , xa khu dân cư Nhà máy luyện kim đen đươc giao nhiệm vụthiết kế có quy mô khá lớn với 10 phân xưởng là : Phân xưởng luyện gang , Phânxưởng là Mactin , phân xưởng máy cán phôi tấm ,….với công suất đặt lớn hơn32000 ( kW)

BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG

Kí hiệu trênmặt bằng

1Phân xưởng luyện gang(phụ tải 3kV là 3200kW)8200

4Phân xưởng cán nóng (phụ tải 3kV là 2500kW)7500

Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Công suất(kW)

Ghi chú

BỘ PHẬN DỤNG CỤ

15 Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5

19 Máy mài phẳng có trục đứng 1 373 1020 Máy mài phẳng có trục nằm 1 371M 2.8

-CHƯƠNG II

1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO NHÀ MÁY1 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ1.1 Phân nhóm phụ tải

Tên thiết bị Tênthiết bị

Công suấtPdm(kW)

Idm(A)1máy Toàn bộ

Nhóm 1

Nhóm 2

1 máy Toàn bộ

Số thiết bị làm việc hữu ích n1=4 ta có n*=4/13=0.3Tổng công suất của nhóm P=62.1

Công suất của các thiết bị hữu ích P1= 29.8 suy ra P*=29.8/62.1= 0.48Tra bảng phi lục PL 1.5 được n*hq=0.8

Số thiết bị làm việc có hiệu quả nhq=0.8*13=10.410Tra bảng phi lục PL1.6 có Kmax=2.1

Phụ tải tính toán của nhóm 1:

Stt= 62.1 34.78os 0.6

c    (kVA)1 34.78

52.85( )3 0.38* 3

P=41.9 P1=24 * 24 0.5741.9

Tra bảng PL1.5:n*hq=0.61  nhq=0.61*13=7.918Tra bảng PL1.6: Kmax=2.31

 

2.31*0.16*41.9 15.48

* 15.48*1.33 20.60( Ar)Ptt 15.48

cos 0.625.8

39.20* 3 0.38* 3

Qtt Ptt tgkVkVA

P=93.9 P1=80 * 80 0.8593.9

Tra bảng PL1.5 : nhq*=0.75 →nhq=0.75*13=10Tra bảng PL1.6 :Kmax=2.1

Ptt 31.55

cos 0.652.58

80* 3 0.38* 3



Tra bảng PL1.5 nhq*=0.81 →nhq=0.81*11=8.91≈9Tra bảng PL1.6 Kmax=2.2

33.35os 0.6

50.67* 3 0.38* 3

Ptt Km

Qtt Ptt tgkVPtt

Ta có n=10 n1=6 →n*=6/10=0.6

P=54.52 P1=43.62 → P* =43.62/54.52=0.8

Tra bảng PL1.5 nhq* =0.81 → nhq=0.81*10=8.1≈8Tra bảng PL1.6 Kmax=2.31

33.58os 0.6

51* 3 0.38* 3

QttPtt tgkVPtt

Idn=Ikdmax + Itt – Ksd* Idmmax=

1.3 PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG XỬA CHỮA CƠ KHÍ

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởngPcs=Po*F ta lấy Po=15 W/m2

1.4 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN PHÂN XƯỞNG

A Công suất tác dụng của toàn phân xưởng

Px=Kdt*∑Ptti =0.85*(20.15+20.87+15.48+31.55+20.01)=91.55(kW)Qx=Px*tg=91.55*1.33=121.76(kVAr)

B.Phụ tải toàn phần của phân xưởng

Stp= 161.8(kVA)

 

245.853 * 3 * 0.38

2.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI

Ta có diện tích các phân xuởng

PHÂN XƯỞNG LUYỆN GANG

Với phân xưởng luyện gang ta có Knc = 0.6 ; cos=0.8 ;tg=0.75 ;Po=15A Phụ tải 3 kV

Công suất phản kháng Q3kV = P3kV*tg=1920*0.75=1440(kVAr)Công suất toàn phần S3kV = P2Q2  19202 14402 2400kVA

Dòng điện I3kV = 2400 462 

3 * 3 *3

AU  

B.Phụ tải 0.4 kV

Ta có

P0.4kV=Knc*P0.4d=0.6*5000=3000(kW)Q0.4kV=P0.4kV*tg=3000*0.75=2250(kVAr)Phụ tải chiếu sáng

D.Phụ tải toàn phân xưởng

Pttpx=P0.4kV+P3kV+Pcs = 3000+1920+44.625=4964.625(kW)Qttpx= Q3kV + Q0.4kV =1440+2250=3690(kVAr)

Sttpx= Pttpx2Qttpx2  4964.625236902 6168kVA2.2 PHÂN XƯỞNG LÒ MACTIN

Với phân xưởng lò Mactin ta có Knc=0.6 cos=0.8 tg=0.75 Po=15A.Công suất động lực

Pdl=Knc * Pd =0.6*3500=2100(kW)

Qdl= Pdl*tg =2100*0.75=1575(kVAr)B.Công suất chiếu sáng cho phân xưởngPcs=Po * F=15*2800=42000(W)=42(kW)C.Công suất toàn phần của phân xưởng

2.3 PHÂN XƯỞNG CÁN PHÔI TẤM

Với phân xưởng cán phôi tấm có Knc=0.6; cos=0.8; tg=0.75; Po=15Pdl =Knc * Pd =0.6*2000=1200(kW)

S3kV= 3 1500 2500

os 0.6

P kv

VAc   

I3kV= 3 2500 481.125 

3 * 3 *3

S kv

AU  

B Phụ tải 0.4kV

Ta có

P0.4kV =Knc * Pd =0.6*5000=3000(kW) Q0.4kV= P0.4kV*tg=3000*075=2250(kVAr)Công suất chiếu sáng

Pcs=Po*F=15*4425=66375W=66.375(W)

S0.4kV= P0.4kv Pcs 2Q0.4kv2  3000 66.375 222502 3803kVA

I0.4kV= 0.4 3803 5778( )3 * 3 *0.38

AU  

D.Công súât toàn phần

Ptttp=P3kV + P0.4kV + Pcs =1500+3000+66.375=4566.375(kW) Qtttp=Q3kV + Q0.4kV =1125+2250=3375(kVAr)

Stttp= Ptttp2 Qtttp2  4566.375233752 5678kVA

2.5 PHÂN XƯỞNG CÁN NGUỘI

với phân xưởng cán nguội ta có Knc=0.6 ; cos=0.8 ; tg=0.75 ;Po=15Ptt=Knc*Pd=0.6*4500=2700(kW)

51443 * 3 *0.38

SttPtt PcsQttkVAStt

2.6 PHÂN XƯỞNG TÔN

Với phân xưởng tôn ta lấy Knc=0.6 ; cos=0.8 ; tg=0.75 ;Po=12Ptt=Knc*Pd=0.6*2500=1500(kW)

Qtt=Ptt*tg=1500*0.75=1125(kVAr)Pcs=Po*F=12*3750=45000(W)=45(kW0

 

1500 45 1125 1911( )1911

29043 * 3 *0.38

SttPtt PcsQttkVAStt

2.8:TRẠM BƠM :PHỤ TẢI 3KV(2100KW); PHỤ TẢI 0.4KV(1100KW)

Với trạm bơm có Knc=0.6; cos=0.8 ; tg=0.75 ;Po=12W

A.Phụ tải 3kV

P3kV=Knc*Pd=0.6*2100=1260(k W)Q3kV=P3kV*tg =1260*0.75=945(kVA)

C.Phụ tải toàn phần

Stttp= Ptttp2Qtttp2  1927.2214402 2406kVA

2.9 BAN QUẢN LÝ VÀ PHÒNG THÍ NGHIỆM

Với ban quản lý và phòng thí nghiệm ta lấy Knc=0.8; c os =0.85 ; tg =0.62;Po=20W

T a có:

Qtt =Ptt*tg=256*0.62=158.72(kVAr)

5093 * 3 *0.38

StttpPtt PcsQttkVAStttp

Tên phânxưởng

Knc Po

cos CSđộnglực Pdl

CSchiếusáng Pcs

Qtttp Ptttp Stttp

1 Px luyện gang 8200 0.6 15 0.8 44.625 3690 4964.625 61862 Px lò mactin 3500 0.6 1 0.8 2100 42 1575 2142 26593 Px cán phôi tấm 2000 0.6 15 0.8 1200 15.75 900 1215.75 15134 Px cán nóng 7500 0.6 15 0.8 66.375 4250 4566.375 62385 Px cán nguội 4500 0.6 15 0.8 2700 16.875 2025 2716.875 3388

7 Px sc cơ khí 0.6 15 0.8 91.56 15 121.8 108.56 161.8

9 Ban quản lý và thi nghiệm

=0.8*(4964.625+2142+1215.75+4566.375+2716.875+1545+108.56+ +1927.2+295)=15585.1088 kW

Phi tải tính toán phản kháng của nhà máy

Qttnm=Kdt*

=0.8*(3690+1575+900+4250+2025+1125+121.76+1440+158.72)==12228.384 kVAr

Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy

Sttnm= Pttnm2Qttnm2  15585.1088212228.3842 19809.82kVA≈20 MVHệ số công suất của nhà máy

cosnm= 15588.1088

Pi và Li công suất và khoảng cách của phụ tải thứ I tới tâm phụ tải

Ta xác định toạ độ tâm phụ tải theo biểu thức sau:

Xo,Yo,Zo toạ độ tâm phụ tải

Xi,Yi,Zi ,Si toạ độ và công suất của phụ tải thứ iTrong công thức trên toạ độ z it được chú ý!

Bảng xỏc định Ri và  của cỏc phõn xưởng

TT Tờn phõn xưởng Pcs(kW)

Ptt (kW) Stt(kVA)

Tõm phụtải

1 Px luyện gang 44.625 4964.625 6186 78 38 8.1 3.23

3 Px mỏy cỏn phụi tấm 15.75 1215.75 1513 47 28 4.00 4.664 Px cỏn núng 66.375 4566.375 6238 38 50 8.14 5.235 Px cỏn nguội 16.875 2716.875 3388 8 32 5.99 2.23

7 Px sửa chữa cơ khớ 15 108.56 161.8 45 61 1.31 49.7

9 Ban quản lý vàphũng thớ nghiệm

Góc phụ tải chiếu sáng

Góc phụ tải động lực

PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN

BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN

Tâm phụ tải của nhà máy:

nSi XiYo

SiSi YiXo

vậy tâm phụ tải của nhà máy là (50.16 ; 40.1)

Ta bỏ qua không tính tới tọa độ Z của phụ tải vi nhà máy đặt trên mặt đất

Do nhà máy ở gần trạm trung áp nên ta lấy điện từ trạm trung áp 35 kV

2.CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

Các máy biến áp được chọn dựa theo các nguyên tắc sau:

1.Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải ,thuận lợi cho việc vận chuyển ,lặp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp

2 Số lượng các máy biến áp được lựa chọn dựa theo yêu cầu cung cấp điện của phụ tải.Nếu phụ tải loại I và loạiII thì cần đặt ít nhất 2 MBA ,với phụ tải loại IIIthì chỉ cần đặt 1 MBA Trong mọi trường hợp thì đặt 1 MBA là đơn giản

nhất ,thuận lơij cho việc vận hành xong độ ti cậy thấp

3 Dung lượng các máy biến áp được chon theo điều kiện:nKhc*SdmB≥Stt

Được kiểm tra theo điều kiện sau khi xẩy ra sự cố với một máy:(n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc

Trong đó: n Số MBA sử dụng trong nhóm

Khc Hệ số hiệu chỉnh Với MBA sản xuẩt tại VIỆT NAM lấy Khc=1SdmB Công suất của MBA

Stt Công suất tính toán của phân xưởng

Sttsc Công suất tính toán của phân xưởng khi xảy ra sự cố

Khi xảy ra sự cố với phụ tải loại I hoặc loại II ta có thể cắt bớt phụ tải loại IIIra để giảm bớt công suất Do đó ta lấy Sttsc=0.7Stt

2.1 PHƯƠNG ÁN 1 : ĐẶT 7 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG ĐÓ:

*Trạm biến áp B1:Cấp điện cho phụ tải 0.4kV của phân xưởng luyện gang , vàtrạm bơm trạm bố trí 2 MBA làm việc song song

Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA(n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc →SdmB≥0.7* 0.7*4830 2415

*Trạm biến áp B2 :Cấp điện cho phụ tải 0.4kV cho phân xưởng lò Mactin và phân xưởng cán phôi tấm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Do khi xảy ra sự cố ta cắt bớt các phụ tải loại III không quan trọng nên Sttsc=0.7Stt

Vậy dung lượng MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B3 :Cấp điện cho phụ tải 0.4kV cho phân xưởng cán nóng,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA (n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc →SdmB≥0.7* 0.7*3803 1901

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B4 :Cấp điện cho phân xưởng cán nguội ,ban quản lý và phòng thí nghiệm ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B5 :Cấp điện cho phụ tải0.4kV cho phân xưởng tôn,phân xưởng sửa chữa cơ khí và trạm bơm,trạm bố trí 2MBA làm việc song songn*Khc*SdmB≥Stt →SdmB≥ 1911 161.8 831 1451.9

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B6 :Cấp điện cho phụ tải 3kV cho phân xưởng cán nóng,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA (n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc →SdmB≥0.7* 0.7*2500 1250

*Trạm biến áp B7 :Cấp điện cho phụ tải 3 kV cho phân xưởng luyện gang và trạm bơm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

2.2 PHƯƠNG ÁN 2:ĐẶT 6 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG ĐÓ:

*Trạm biến áp B1:Cấp điện cho phụ tải 0.4kV của phân xưởng luyện gang và trạm bơm ,trạm bố trí 2 MBA làm việc song song

Ta chọn MBA có dung lượng 3000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B2 :Cấp điện cho phụ tải 0.4kV cho phân xưởng lò Mactin và phân xưởng cán phôi tấm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Do khi xảy ra sự cố ta cắt bớt các phụ tải loại III không quan trọng nên Sttsc=0.7Stt

Vậy dung lượng MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B3:Cấp điện cho phụ tải 0.4kV của phân xưởng cán nóng và phân xưởng sửa chữa cơ khí ,trạm bố trí 2 MBA làm việc song song

Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B4 :Cấp điện cho phân xưởng cán nguội ,ban quản lý và phòng thí nghiệm và phân xưởng tôn ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 3000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

*Trạm biến áp B5 :Cấp điện cho phụ tải 3kV cho phân xưởng cán nóng,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA (n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc →SdmB≥0.7* 0.7*2500 1250

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B6 :Cấp điện cho phụ tải 3 kV cho phân xưởng luyện gang và trạm bơm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

3.VỊ TRÍ ĐẶT CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng được chọn theo các tiêu chuẩn sau:*Các trạm biến áp cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một cạnh của trạm trùng với một cạnh của phân xưởng , như vậy có thể tiết kiệm được vốn xây dựng ít ành hưởng tới các công trình khác

*Các trạm biến áp cấp điện cho nhiều phân xưởng thì vị trí của trạm được xác định theo tâm phụ tải sao cho gần tâm phụ tải nhất,như vậy có thể đưa điện áp cao đến các phân xưởng tiêu thụ ,rút ngắn mạng phân phối hạ áp ,giảm chi phí kim loại dây dẫn ,và giảm tổn thất

*Với các trạm biến áp cấp điện cho nhiều phân xưởng ta lên dùng loại trạm biến áp xây dựng độc lập ,đặt gần tâm phụ tải

*Tâm phụ tải được tính theo công thức sau:

Ta có bảng tậm phụ tải của các trạm biến áp:

TT Tên phân xưởng Pcs(kW)

Tâm phụ tải R X

1 Px luyện gang 44.625 4964.625 6186 38 78 8.1 3.23

3 Px máy cán phôi tấm 15.75 1215.75 1513 28 47 4.00 4.664 Px cán nóng 66.375 4566.375 6238 50 38 8.14 5.235 Px cán nguội 16.875 2716.875 3388 32 8 5.99 2.23

87 Px sửa chữa cơ khí 15 108.56 161.8 61 45 1.31 49.7

9 Ban quản lý và phòng thí nghiệm

A Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu

Đưa đường dây 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phânxưởng.Vơí phương án này ta có thể giảm vốn đầu tư xây dưng trạm biến áp trung

gian ,hay trạm phân phối trung tâm ,giảm được tổn thất ,nâng cao độ truyền tải củamạng .Nhưng nhược điểm của phương án này là độ tin cậy cung cấp điệnkhôngcao ,thiết bị sử dụng có giá thành đắt ,vận hành phức tạp yêu cầu trình độ cao,nó chỉ phù hợp phân xưởng có phụ tải rất lớn và các phụ tải nằm gần nhau

Trong trường hợp này ta không sử dụng sơ đồ dẫn sâu

B Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian

Nguồn điện 35 kV được đưa vào trạm biến áp trung gian được hạ điện áp xuống 10kV sau đó được đưa xuống các trạm biến áp phân xưởng.Như vậy ta sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp của nhà máy và các trạm biến áp phân xưởng ,vận hànhtin cậy Nhưng han chế là phải xây dượng trạm BATG gia tăng tổn thất trong mạng cao áp

Nếu sử dụng trạm biến áp trung gian ,do nhà máy là hộ tiêu thụ loại I nên cần chọn 2MBA với công suất thỏa mãn điều kiện sau:

Kiểm tra lai dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1 MBA

Giả thiết trong nhà máy có 30% phụ tải loại III khi xảy ra sự cố ta có thể cắt bớt phụtải loại III ra do đó

C Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT)

Điện năng từ hệ thống cung cấp điện cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm PPTT, nhờ vậy mà việc quản lý vận hành mạng điện cao ap sẽ thuậnlợi tổn thất trong mạng cao áp sẽ giảm ,độ tin cậy của cung cấp điện sẽ tăng ,song vốn đầu tư cho mạng sẽ lớn hơn Phương án này thường được sử dụng khi cung cấpđiện có điện áp nguồn ≤35 kV, công suất các phân xương tương đối lớn

4.2 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN,TRẠM PHÂNPHỐI TRUNG TÂM

Vị trí của trạm biến áp trung gian hay trạm phân phối trung tâm được chọn theo các tieu trí sau:

Càng gần tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất trên đường dây cao ápThuận lợi cho việc vận hành sửa chữa

Vị trí của trạm phải thuận lợi cho việc lắp đặt đảm bảo tính kinh tế

Vị trí đặt trạm biến áp trung gian ,trạm phân phối trung tâm được dựa trên cơ sở tâmphụ tải của nhà máy

Ta có tâm phụ tải của nhà máy

nSi XiXo

SiSi YiYo

Dịch tọa độ lắp đặt trạm tới vị trí (38 ,40)

4.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CHO MẠNG ĐIỆN CAO ÁP.

Do nhà máy thuộc hộ dùng điện loại I nên đường dây từ lưới điện tới TBATG (hay TPPTT) của nhà máy sẽ dùng dây lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên trong mạng cao áp ta sử dụng sơ đồ hình tia ,lộ kép để truyền tải điện Sơ đồ này có ưu điểm là rõ ràng ,các trạm biếnáp đều được cấp điện từ một đường dây riêng lên it ảnh hưởng tới nhau độ tin cậy của lưới tương đối cao dễ dàng vận hành và sửa chữa

Để đảm bảo mĩ quan và an toàn cho lưới điện cao áp của nhà máy được đặt trong các hào cáp xây dựng dọc các trục đường giao thông nội bộ của nhà máy

Từ trên ta có thể chọn 4 phương pháp sau

4.4 TÍNH TOÁN KINH TẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

Để so sánh lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí Z ,ở đây ta chỉ xét những phần khác nhau

Z=(avn +atc)*K +3I2

max*R* *c →minTrong đó

avh hệ số vận hành lấy avh=0.1 atc hệ số tiêu chuẩn lấy atc=0.2

K vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây Imax dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn

R điện trở của đường dây

 thời gian tổn thất công suất lớn nhất

C giá tiền 1kWh tổn thất điện năng c=1000 đ/kWh

PHƯƠNG ÁN 1:

SƠ ĐỒ ĐI DÂY PHƯƠNG ÁN 1

Sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện áp 35 kV từ hệ thống sau đó hạ xuống điện áp 10 kV cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng Trong đó các trạm B1,B2,B3,B4,B5 hạ từ điện áp 10kV xuống điện áp 0.4kV còn trạm biến áp B6,B7 hạ từ điện áp 10kV xuống điện áp 3kV cấp điện cho các phân xưởng

1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định các tổn thất điện năng trong các trạm(∆A) :

Ta có kết quả chọn các máy biến áp phân xưởng

Thànhtiền(106đ)TBATG 10000 35/10 14.4 63 8 0.6 2 700.8 1401.6

B3 2000 10/0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68B4 2000 10/0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68

n số máy biến áp ghép song song

t thời gian vận hành MBA với MBA vận hành suốt năm nên lấy t=8760 h  thời gian tổn thất công suất lớn nhất với  =f( Tmax )

Theo công thức kinh nghiệm có  =(0.124+10-4*Tmax)*8760 h

∆Po ,∆Pn tổn thất công suất của MBA lúc không tải và lúc có tải Stt công suất tính toán của TBA

Sdmb công suất định mức của MBA

2.Chọn dây dẫn ,xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện năng trong mạng điện

Trong mạng điện trung áp của nhà máy ,do khoảng cách từ trạm biến áp trung gian (trạm phân phối trung tâm )tới các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên ta chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt

*Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới trạm biến áp phân xưởng

Đối với nhà máy luyện kim đen do làm việc 3 ca ,thời gian sử dung công suất lớn nhất là 5500h ,cáp chọn là cáp lõi đồng

Tra bảng ta được Jkt=2,7 A/mm2

Tiết diện kinh té của cáp Fkt=Im ax

Căn cứ vào trị số của Fkt tính được ,tra bảng lựa chọn tiết diện dây dẫn chuẩn gần nhất

Kiểm tra tiết diện dây cáp đã chọn theo điều kiện phát nóngKhc*Icp≥ Isc

Trong đó

Isc Dòng điện xảy ra khi sự cố nghiêm trọng là đứt 1 cáp Isc=2Imax

Khc=K1*K2 hệ số hiệu chỉnh

K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1=1

K2 Hệ số hiệu chỉnh khi tính tới số đường dây cùng đặt chung trong cung một rãnh,các rãnh đều đặt 2 cáp ,khoảng cách giữa các sợi cáp là 300mm

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 139.43 51.64

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*330 =306.9≥ Isc=2*Imax=2*139.43=278.86Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 120 mm2 →2XLPE(3×120)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B2

Dòng điện cực đại qua cáp

2* 3 * 2* 3 *10

AUdm 

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 120.43 44.6

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*300 =279≥ Isc=2*Imax=2*120.43=240.86Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 95mm2 →2XLPE(3×95)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B3

Dòng điện cực đại qua cáp

Imax= 3802 109.75 

2* 3 * 2* 3 *10

AUdm 

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 109.75 40.65

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*245 =227.85≥ Isc=2*Imax=2*109.75=219.5Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 70 mm2 →2XLPE(3×70)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B4

Dòng điện cực đại qua cáp

2* 3 * 2* 3 *10

AUdm 

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 107.47 39.8

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*245 =227.45≥ Isc=2*Imax=2*107.47=214.94Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 70 mm2 →2XLPE(3×70)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B5

Dòng điện cực đại qua cáp

Imax= 2903.8 83.8 

2* 3 * 2* 3 *10

AUdm 

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 83.8 31

Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 50 mm2 →2XLPE(3×50)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B6

Dòng điện cực đại qua cáp

2* 3 * 2* 3 *10

AUdm 

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 72.17 26.73

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*170 =158.1≥ Isc=2*Imax=2*72.17=144.34Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 35 mm2 →2XLPE(3×35)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B7

Dòng điện cực đại qua cáp

Imax= 3975 114.75 

2* 3 * 2* 3 *10

AUdm 

Tiết diện kinh tế của cáp Fkt=Im 114.75 42.5

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp=0.93*200=186≤Isc= 2*Imax=2*114.75=229.5

Do cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiện phát nóng nên ta tăng kích thước của cáplên 95 mm2 có Icp=290 A

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*290 =269.7≥ Isc=2*Imax=2*114.75=229.5Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 95 mm2 →2XLPE(3×95)

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Icp

>Cáp từ B5 tới phân xưởng tôn (dùng lộ kép)

2* 3 * 2* 3 *0.38

AUdm 

Do dòng điện tải rất lớn 1451.7 A nên ta mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp1 lõi tiết diện F=800mm2 với Icp=1246A và 1 cáp cáp đồng hạ áp tiết diện F =800mm2làm dây trung tính do hãng LENS chế tạo

Khi đó hệ số hiệu chỉnh là K2=0.81

>Cáp từ B5 tới phân xưởng sửa chữa cơ khí

Imax= 161.8 123. 

2* 3 * 2* 3 *0.38

AUdm 

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện bằng PVC do hãng LENS chế tạo có kích thước (3*150+70) với Icp=300A

Ta sử dụng mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện 300mm2 có Icp= 565 A/cáp và 1 cáp hạ áp có tiết diện F=300mm2 làm dây trung tính ,khi đó K2=0.81 dây do hãng LENS chế tạo

Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án IĐường cáp F(mm2) L

R(Ω) Đơn giá(103đ/m)

Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kd=1467625*103

*Xác định tổn thất công suất trên đường dây