Tài liệu Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo docx

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Chương I: giới thiệu chung nhà máy Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo loại máy kéo để cung cấp cho ngành kinh tế nước xuất khẩu.Đứng mặt tiêu thụ điện nhà máy hộ tiêu thụ lớn Do tầm quan trọng nhà máy nên ta xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo cung cấp điện liên tục an toàn Nhà máy làm việc theo chế độ ca, thời gian sử dụng cơng suất cực đại Tmax =4500h Trong nhà máy có ban quản lý, phân xưởng sữa chữa khí kho vật liệu hộ loại II, phân xưởng lại thuộc hộ loại I Bảng 1.1:Danh sách phân xưởng nhà làm việc nhà máy Số Tên phân xưởng Cơng suất đặt(kVA) Diện tích mặt Ban quản lý phòng thiết kế 80(chưa kể chiếu 1925 sáng) Phân xưởng khí số1 1500 1875 Phân xưởng khí số 2500 2000 Phân xưởng luyện kim màu 2100 2400 Phân xưởng luyện kim đen 2300 4000 Phân xưởng sữa chữa khí 760 1500 Phân xưởng rèn 1350 2100 Phân xưởng nhiệt luyện 1500 3150 Bộ phận nén khí 1200 1350 10 Kho vật liệu 60 2750 11 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích Chương II: Xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy phân xưởng I) Xác định phụ tải phân xưởng Trong đầu cho Pđ diện tích nên ta sử dụng phương pháp xác định công suất phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu Lúc phụ tải phân xưởng xác định theo công thức Pđl=Knc.Pđ Qđl=Ptt.tg ϕ Trong công thức Knc : Hệ số nhu cầu tra sổ tay kỹ thuật Cos ϕ : Hệ số cơng suất tính tốn tra từ sổ tay kỹ thuật sau ta có tg Pđl Qđl phụ tải động lực Còn phụ tải chiếu sáng phân xưởng xác định theo công suất chiếu sáng đơn vị diện tích theo cơng thức Pcs=po.S po : Suất chiếu sáng đơn vị diện tích S : Diện tích cần chiếu sáng (Chú ý diện tích phân xưởng tính m2) NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Qcs=Pcs.tg ϕ Cos ϕ = sử dụng đèn sợi đốt Cos ϕ = 0,6 -> 0,8 đèn huỳnh quang Cơng st tính tốn phân xưởng Ptt=Pđl+Pcs Qtt=Qđl+Qcs Từ ta có Stt = Ptt + Qtt Khi biết phụ tải tính tốn phân xưởng ta có phụ tải tồn xí nghiệp cách lấy tổng phụ tải phân xưởng có kể đến hệ số đồng thời n Pttxn = Kdt ∑ Pttxni i =1 n Qttxn = Kdt ∑ Qttxni i =1 cos ϕ = Pttxn Qttxn Kđt : Hệ số đồng thời (xét khả phụ tải không đồng thời cực đại) Kđt=0,9->0,95 số phân xưởng n=2->4 Kđt=0,8->0,85 số phân xưởng n=5->10 1) Ban quản lý phịng thiết kế Cơng suất đặt: 80 kw Diện tích: 1925 m2 Tra bảng ta knc=0,8; cos ϕ = 0,8 Tra bảng PL1.7(TL1), ta suất chiếu sáng p0=15( W ), ta sử dụng đèn m2 huỳnh quang nên ta có cos ϕ cs = 0,85 ; *cơng suất tính tốn động lực: Pdl=kncPd=0,8.80=64(kW) Qdl=Pdl.tg ϕ = 64.0,75 = 48 (kVAr) *Công suất tính tốn chiếu sáng Pcs=p0.S=15.1925=28,9 kW Qcs=Pcs.tg ϕ cs=28,9.0,62=17,9 kVAr *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=64+28,9=92,9 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl+Qcs=48+17,9=65,9 kVAr *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 92,9 + 65,9 = 113,9 kVA Itt= S tt U = 113,9 0,38 = 173,1A 2)Phân xưởng khí số 1: NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Công suất đặt:1500 kw Diện tích:1875 m2 Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng khí ta tìm knc=0,3;cos ϕ =0,6 Tra bảng PL1.7(TL1)ta suất chiếu sángp0=14W/m2, ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cos ϕ = *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,3.1500=450 kW Qdl=Pdl.tg ϕ = 450.1,33=598,5 kVAr *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=14.1875=26,2 kW Qcs=Pcs.tg ϕ cs = kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=450+26,2=476,2 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=598,5 kVAR *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 476,2 + 598,5 = 764,8 kVA 3)Phân xưởng khí số 2: Cơng suất đặt:2500 kW Diện tích:2000 m2 Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng khí ta tìm knc=0,3;cos ϕ = 0,6 Tra bảng PL1.7(TL1) ta suất chiếu sáng p0=14W/m2 ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cos ϕ = *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,3.2500=750 kW Qdl=Pdl.tg ϕ =750.1,33=997,5 kVAR *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=14.2000=28 kW Qcs=0 kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=750+28=778 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=997,5 kVAR *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 778 + 997,5 = 1265 kVA 4)Phân xưởng luyện kim mầu: Công suất đặt: 2100 kW Diện tích: 2400 m2 Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng luyện kim màu ta tìm knc=0,6; cos ϕ = 0,8 Tra bảng PL1.7(TL1)ta suất chiếu sáng p0=15W/m2, ta sử dụng đèn sợi đốt nên ta có cos ϕ = NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO *Công suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,6.2100=1260 kW Qdl=Pdl.tg ϕ = 1260.0,75=945 kVAR *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=15.2400=36 kW Qcs=Pcs.tg ϕ =0 kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=1260+36=1296 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=945 kVAR *Cơng suất tính tốn toàn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 1296 + 945 = 1604 kVA 5)Phân xưởng luyện kim đen: Công suất đặt:2300 kW Diện tích :4000 m2 Tra bảng PL1.3(TL1)với phân xưởng luyện kim đen ta tìm đượcknc=0,6;cos ϕ = 0,8 Tra bảng PL1.7(TL1)ta suất chiếu sáng p0=15 W/m2 ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cos ϕ cs=1 *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,6.2300=1380 kW Qdl=Pdl.tg ϕ =1380.0,75=1035 kVAR *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=15.4000=60 kW Qcs=0 kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=1380+60=1440 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=1035 kVA *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 1440 + 1035 = 1773,4 kVA 6)Phân xưởng sữa chữa khí: Cơng suất đặt: 760 kW Diện tích: 1500 m2 Tra sổ tay kỹ thuật ta có knc = 0,3 ;cos ϕ = 0,6 ;po=16 (kW/m2 * Công suất tính tốn động lực: Pdl = knc Pd = 0,3.760 =228 kW Qdl = Pdl tg ϕ = 228 1,3 = 296,4 kVAR * Công suất tính tốn chiếu sáng Pcs = po S = 16 1500 = 24 kW Qcs = * Công suất tác dụng tính tốn cuả tồn phân xưởng NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Ptt = Pdl + Pcs =228+ 24 =252 kW * Cơng suất phản kháng tính tốn toàn phân xưởng Qtt = Qdl + Qcs = Qdl = 296,4 kVAR *) Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng 2 S tt = Ptt + Qtt = 252 + 296,4 = 389(kVA) 7)Phân xưởng rèn: Cơng suất đặt:1350 kW Diện tích:2100 m2 Tra bảng PL1.3(TL1) với phân xưởng rèn ta tìm knc=0,5;cos ϕ = 0,6 Tra bảng PL1.7(TL1) ta suất chiếu sáng p0=15 W/m2 ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cos ϕ cs = *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,5.1350=675 kW Qdl=Pdl.tg ϕ =675.1,33=897,75 kVAR *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=15.2100=31,5 kW Qcs=0 kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=675+31,5=706,5 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=897,75 kVAR *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 706,5 + 897,75 = 1142,4 kVA 8)Phân xưởng nhiệt luyện: Cơng suất đặt:1500 Diện tích: 3150m2 Tra bảngPL1.3(TL1) với phân xưởng nhiệt luyện knc=0,6; cos ϕ = 0,8 Tra bảng PL1.7(Tl1)ta suất chiếu sáng p0=15W/m2 ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos ϕ = *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,6.1500=900 kW Qdl=Pdl.tg ϕ = 900.0,75=675 kVAR *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=15.3150=47,25 kW Qcs=0 *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=900+47,25=947,25 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=675 kVAR *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 947,25 + 675 = 1163,1 kVA NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO 9)Bộ phận nén khí: Cơng suất đặt:1200 kW Diện tích:1350 m2 Tra bảng Pl1.3(TL1)với phận nén khí knc=0,6;cos ϕ = 0,8 Tra bảng PL1.7(TL1)ta suất chiếu sáng p0=10W/m2,ở ta sử dụng đèn sợi đốt nên cos ϕ cs = *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,6.1200=720 kW Qdl=Pdl.tg ϕ = 720.0,75=540 kVAR *Công suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=10.1350=13,5 kW Qcs=Pcs.tg ϕ cs =0 kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=720+13,5=733,5 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=540 kVAR *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 733,5 + 540 = 910,8 kVA 10)Kho vật liệu: Cơng suất đặt:60 kW Diện tích: 2750m2 Tra bảng PL1.3(TL1) với kho vật liệu ta knc=0,7;cos ϕ = 0,8 Tra bảng PL1.3(TL1) ta suất chiếu sáng p0=10W/m2ở ta sử dụng đèn sợi đốt nên có cos ϕ cs = *Cơng suất tính tốn động lực: Pdl=knc.Pd=0,7.60=42 kW Qdl=Pdl.tg ϕ = 42.0,75=31,5 kVAR *Cơng suất tính tốn chiếu sáng: Pcs=p0.S=10.2750=27,5 kW Qcs=0 kVAR *Cơng suất tính tốn tác dụng phân xưởng: Ptt=Pdl+Pcs=42+27,5=69,5 kW *Cơng suất tính tốn phản kháng phân xưởng: Qtt=Qdl=31,5 kVAR *Cơng suất tính tốn tồn phần phân xưởng: Stt= Ptt + Qtt = 69,5 + 31,5 = 76,3 kVA NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Kết xác định phụ tải tính tốn phân xưởng trình bày bảng sau: Tên Pd Knc cos ϕ p0(W/ Pdl(kW) Pcs Ptt Qtt Stt phân m) (kW) (kW) (kVAR) (kVA) xưởng 80 0,8 0,8 15 64 28,9 92,9 65,9 113,9 1500 0,3 0,6 14 450 26,2 476,2 598,5 764,8 2500 0,3 0,6 14 750 28 778 997,5 1265 2100 0,6 0,8 15 1260 36 1296 945 1604 2300 0,6 0,8 15 1380 60 1440 1035 1773,4 760 0,3 0,6 16 228 24 252 296,4 389 1350 0,5 0,6 15 675 31,5 706,5 897,75 1142,4 1500 0,6 0,8 15 900 47,25 947,25 675 1163,1 1200 0,6 0,8 10 720 13,5 733,5 540 910,8 10 60 0,7 0,8 10 42 27,5 69,5 31,5 76,3 II) Xác định phụ tải tính tốn nhà máy *) Phụ tải tính tốn tác dụng toàn nhà máy n Pttnm = Kdt.∑ Ptti i =1 Trong Kdt = 0,8 (hệ số đồng thời) Pttnn = 0,8 6798,85 =5433,48(kW) *) Phụ tải tính tốn phản kháng toàn nhà máy n Qttnm = Kdt.∑ Qtti i =1 Qttnm = 0,8 6082,55 =4866,04(kVAr) *) Phụ tải tính tốn nhà máy Sttnm = 5433,48 + 4866,04 = 7293,9(kVA) *) Hệ số công suất toàn nhà máy cos ϕ = Pttnm 5433,48 = = 0,74 Sttnm 7293,9 III)Vẽ biểu đồ xác định tâm phụ tải 1) Biểu đồ phụ tải tồn xí nghiệp Biểu đồ phụ tải vòng tròn vẽ mặt phẳng có tâm trùng với tâm phụtải điệnCó diện tích ứng với cơng suất phụ tải theo tỉ lệ xích tuỳ chọn Biểu đồ chia làm hai phần Phụ tải động lực (quạt gạch chéo) Phụ tải chiếu sáng (phần quạt để trắng) Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải cho phân xưởng xác định theo công thức NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Ri = Si mΠ Ri : Bán kính biểu đồ phụ tải thứ i m : tỉ lệ xích tuỳ chọn Si : phụ tải tính tốn thứ i Góc phụ tải chiếu sáng nằm biểu đồ xác định theo công thức α cs = 360.Pcs Ptt Để xác định biểu đồ phụ tải ta chọn tỉ lệ xích 3kVA/mm2 Từ số liệu tính tốn phần trước cơng thức ta có bảng số liệu sau R α cs α cs (độ) Th Tên phânxưởng Pcs(kW) Ptt(kW) Stt(kVA) Ri ứ tự mm Ban quản lý thiết kế 28,9 92,9 113,9 3,5 112 Phân xưởng khí 26,2 476,2 764,8 19,8 Phân xưởng khí số 28 778 1265 11,6 13 Phân xưởng luyện kim màu 36 1296 1604 13 10 Phân xưởng luyện kim đen 60 1440 1773,4 13,7 15 P/x sửa chũa khí 24 252 389 6,4 34,3 Phân xưởng rèn 31,5 706,5 1142,4 11 16,1 Phân xưởng nhiệt luyện 47,25 947,25 1163,1 11,1 18 Bộ phận nén khí 13,5 733,5 910,8 9,8 6,6 10 Kho vật liệu 27,5 69,5 76,3 8,1 142,4 2) Xác định tâm phụ tải Với quy mô nhà máy mà ta thiết kế ta cân xác định tâm phụ tải Tâm phụ tải điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu n ∑ Pi.Li -> đồ thị i =1 phụ tải Trong Pi Li công suất khoảng cách phụ tải thứ i đến tâm Điểm tâm phụ tải nơi đặt tram biến áp trạm phân phối trung tâm Để xác định tâm phụ tải ta sử dụng phương pháp sau mặt nhà máy ta xác định hệ trục toạ độ xoy Từ xác định tâm phân xưởng (xi,yi) =>sẽ xác định toạ độ tâm phụ tải NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO n x= ∑ x Si i i =1 n ∑ Si i =1 n y= ∑ y Si i i =1 n ∑ Si i =1 n z= ∑z i =1 n i Si ∑ Si i =1 Trong thực tế z quan tâm ta quam tâm đến phương diện mặt chủ yếu Theo số liệu ban đầu ta có n y= ∑x Si i =1 n i ∑Si i =1 3,5.1139 + 5,7.764,8 + 1,2.1265+ 5,7.1604+ 1.17734 + 6,2.389+ 0,7.11424 + 4,8.11631 + 3,8.910,8 + 1,5.76,3 , , , , = = 4,1 1139 + 764,8 + 1265+ 1604+ 17734 + 389+ 11424 + 11631 + 910,8 + 76,3 , , , , n x= ∑ y Si i =1 n i ∑Si i =1 = 0,5.1139 + 0,8.764,8 + 0,8.1265+ 3,5.1604+ 3,7.17734 + 6,2.389+ 6,1.11424 + 8,2.11631 + 9,7.910,8 + 1,1.76,3 , , , , = 5,7 1139 + 764,8 + 1265+ 1604+ 17734 + 389+ 11424 + 11631 + 910,8 + 76,3 , , , , Phần II Thiết kế mạng cao áp nhà máy I)Lựa chọn điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp Ta dựa vào biểu thức kinh nghiệm: U=4,34 l + 0,016 P (kV) Trong đó: P:Cơng suất tính tốn nhà máy(kV) L :khoảng cách từ trạm biến áp trung gian nhà máy(km) L=10km Như cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện nhà máy là: NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO U=4,34 10 + 0,016.5433,48 = 42,7 kV II)Chọn sơ đồ cung cấp điện *Các trạm biến áp lựa chọn dựa nguyên tắc sau: Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành sữa chữa, an toàn kinh tế Số lượng MBA đặt trạm biến áp lựa chọn vào yêu cầu cung cấp điện phụ tải, điều kiện vận chuyển lắp đặt;chế độ làm việc phụ tải Trong trường hợp TBA đặt MBA kinh tế thuận lợi cho việc vận hành, độ tin cậy không cao Các TBA cung cấp cho hộ loại I loại II nên đặt MBA , hộ loại III đặt MBA Dung lượng MBA chọn theo điều kiện : n.khc.SdmB>Stt kiểm tra theo điều kiện cố MBA (trong trạm có nhiều MBA) (n-1)khc.kqt.SdmB>Sttsc Trong đó: n-số máy biến áp có trạm biến áp khc-Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ khc=1 kqt- hệ số tải cố, kqt=1,4nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành tải không ngày đêm, thời gian tải ngày đêm không vượt 6h trước tải MBA vận hành với hệ số tải Stt=878,7kVA SđmB> S tt = 439,4kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 1000kVA Kiểm tra điều kiện tải cố:Sttsclúc cơng suất tính tốn phân xưởng số sau cắt bớt số phụ tải khơng quan trọng phân xưởng, cịn ban quản lý phòng thiết kế phụ tải loại III nên cố tạm ngừng cung cấp điện: ( n-1).kqt.SđmB>Sttsc=0,7Stt SđmB> 0,7.S tt 0,7.764,8 = = 382,4 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy Sđm=1000kVA hợp lý NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 18 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO * Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phân xưởng luyện kim màu phân xưởng sữa chữa khí Trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song: n.khc.SđmB>Stt=1993kVA SđmB> S tt = 996,5kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=1000kVA Kiểm tra điều kiện tải cố :Sttsclúc cơng suất tính tốn phân xưởng luyện kim màu sau cắt bớt số phụ tải khơng quan trọng phân xưởng cịn phân xưởng sửa chữa khí phụ tải loại III nên cố tạm ngừng cung cấp điện ( n-1).kqt.SđmB>Sttsc=0,7Stt SđmB> 0,7.S tt 0,7.1604 = = 802 kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B2 đặt hai máy Sđm=1000kVA hợp lý *Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xưởng khí số 2, trạm đặt hai máy biến áp song song : n.khc.SđmB>Stt=1265kVA SđmB> S tt = 632,5kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=1000kVA Kiểm tra điều kiện tải cố : ( n-1).kqt.SđmB>Sttsc=0,7Stt SđmB> 0,7.S tt 0,7.1265 = = 632,5 kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B2 đặt hai máy Sđm=1000kVA hợp lý *Trạm biến áp B4: cấp điện cho phân xưởng luyện kim đen trạm đặt hai máy biến áp làm việc song song n.khc.SđmB>Stt=1773,4kVA SđmB> S tt = 886,7kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=1000kVA Kiểm tra điều kiện tải cố : ( n-1).kqt.SđmB>Sttsc=0,7Stt SđmB> 0,7.S tt 0,7.1773,4 = = 886,7 kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B4đặt hai máy Sđm=1000kVA hợp lý *Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phân xưởng rèn phận nén khí kho vật liệu Trạm đặt hai máy làm việc song song: n.khc.SđmB>Stt=2129,5kVA SđmB> S tt = 1064,75kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=1600kVA NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 19 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Kiểm tra điều kiện q tải cố :Sttsclúc cơng suất tính tốn phân xưởng rèn phận nén khí sau cắt bớt số phụ tải khơng quan trọng phân xưởng cịn kho vật liệu phụ tải loại III nên cố tạm ngừng cung cấp điện ( n-1).kqt.SđmB>Sttsc=0,7Stt SđmB> 0,7.S tt 0,7.2053,2 = = 1026,6kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy Sđm=1600kVA hợp lý *Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện Trạm đặt hai máy làm việc song song n.khc.SđmB>Stt=1163,1kVA SđmB> S tt = 581,55kVA Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=1000kVA Kiểm tra điều kiện tải cố : ( n-1).kqt.SđmB>Sttsc=0,7Stt SđmB> 0,7.S tt 0,7.1163,1 = = 581,55kVA 1,4 1,4 Vậy trạm biến áp B6đặt hai máy Sđm=1000kVA hợp lý Tên TBA B1 B2 B3 B4 B5 B6 ΔP0 1000 1000 1000 1000 1600 1000 ΔPN (kW) Sdm (KVA) (kW) 2,1 2,1 2,1 2,1 2,8 2,1 12,6 12,6 12,6 12,6 18 12,6 UN(%) I0(%) Số máy 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,5 2 2 2 Tương tự phương án I, từ TPPTT đến trạm biến áp phân xưởng chọn cáp cao áp theo mật độ kinh tế dòng điện jkt Sử dụng cáp lõi đồng với Tmax= 4500h tra jkt=3,1A/mm2 b) Lựa chọn trạm biến áp dây dẫn *)Trạm B1 Itt1 = Sb1 = 878,7 = 25,4( A) 3.Udm 3.10 Itt 25,4 = 8,19(mm ) F= = Jkt 3,1 Chọn dây có tiết diện F=16(mm2) Kiểm tra dịng điện cho phép Icp = 110(A) NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 20 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Isc = 2.Itt = 2.25,4 =50,8(A) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Isc < khc.Icp khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép ngầm) => Isc = 50,8 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A) Vậy dây chọn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Còn Δ Ucp không cần kiểm tra dây tương đối ngắn Dây cho đường từ PPTT đến B1 2xXLPE(3x16) *) Trạm B2 Itt = Sb2 = 1993 = 57,5( A) 3.Udm 3.10 Itt 57,5 = 18,5(mm ) F= = Jkt 3,1 Chọn dây có tiết diện F=25(mm2) Kiểm tra dòng điện cho phép Icp = 140(A) Isc = 2.Itt = 2.57,5 =115(A) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Isc < khc.Icp khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép ngầm) => Isc =115 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A) Vậy dây chọn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Cịn Δ Ucp khơng cần kiểm tra dây tương đối ngắn Dây cho đường từ PPTT đến B2 2xXLPE(3x25) *) Trạm B3 Itt = Sb3 = 1265 = 36,5( A) 3.Udm 3.10 Itt 36,5 = 11,8(mm ) F= = Jkt 3,1 Chọn dây có tiết diện F=16(mm2) Kiểm tra dịng điện cho phép Icp = 110(A) Isc = 2.Itt = 2.36,5 =73(A) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Isc < khc.Icp khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép ngầm) => Isc = 73 < 0,93.Icp = 0,93.110 =102,3 (A) Vậy dây chọn đáp ứng u cầu kỹ thuật Cịn Δ Ucp khơng cần kiểm tra dây tương đối ngắn Dây cho đường từ PPTT đến B3 2xXLPE(3x16) *) Trạm B4 NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 21 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Itt = Sb4 = 1773,4 = 51,2( A) 3.Udm 3.10 Itt 51,2 = 16,5(mm ) F= = Jkt 3,1 Chọn dây có tiết diện F=25(mm2) Kiểm tra dịng điện cho phép Icp = 140(A) Isc = 2.Itt = 2.51,2 = 102,4(A) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Isc < khc.Icp khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép ngầm) => Isc = 102,4 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A) Vậy dây chọn đáp ứng u cầu kỹ thuật Cịn Δ Ucp khơng cần kiểm tra dây tương đối ngắn Dây cho đường từ PPTT đến B4 2xXLPE(3x25) *) Trạm B5 Itt = Sb5 = 2129,5 = 61,5( A) 3.Udm 3.10 Itt 61,5 = 19,84(mm ) F= = Jkt 3,1 Chọn dây có tiết diện F=25(mm2) Kiểm tra dòng điện cho phép Icp = 140(A) Isc = 2.Itt = 2.61,5 = 123(A) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Isc < khc.Icp khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép ngầm) => Isc = 123 < 0,93.Icp = 0,93.140 =130,2 (A) Vậy dây chọn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật *)Trạm B6: Itt = Sb6 = 1163,1 = 33,6( A) 3.Udm 3.10 Itt 33,6 = 10,8(mm ) F= = Jkt 3,1 Chọn dây có tiết diện F=16(mm2) Kiểm tra dòng điện cho phép Icp = 110(A) Isc = 2.Itt = 2.33,6 =67,2(A) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Isc < khc.Icp khc = k1.k2 = 1.0,93 = 0,93 (do lộ kép ngầm) => Isc = 67,2 < 0,93.Icp = 0,93.110 =103,2 (A) Vậy dây chọn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Cịn Δ Ucp khơng cần kiểm tra dây tương đối ngắn NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 22 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Dây cho đường từ PPTT đến B6 2xXLPE(3x16) *)Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến phân xưởng Tương tự phương án cáp hạ áp chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Các đường cáp ngắn tổn thất điện áp khơng đáng kể nên bỏ qua.Cáp hạ áp chọn loại cáp lõi hãng LENS chế tạo Kết chọn cáp cho phương án số Thành tiền đường cáp F(mm2) L (m) R0 đơn giá (103Đ) (103Đ/m) TPPTT-B1 3*16 120 1,47 48 11520 TPPTT-B2 3*25 50 0,93 75 75000 TPPTT-B3 3*16 90 1,47 48 8640 TPPTT-B4 3*25 35 0,93 75 5250 TPPTT-B5 3*25 95 0,93 75 14250 TPPTT-B6 3*16 70 1,47 48 6720 B1-1 3*50+35 40 0,387 84 6720 B2-6 3*120+70 30 0,153 205 6150 c) Tính tốn kinh tế -kỹ thuật *) Xác định tổn thất công suất tác dụng Δ P ΔP = S R −3 10 (kW ) U2 n • Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây cáp từ PPTT-B1 S2 R ⎛ 878,7 ⎞ 1,47 120.10 −3.10 −3 = 0,68(kW ) ΔP = 10 −3 = ⎜ ⎟ 10 ⎠ U n ⎝ • Tổn thất cơng suất tác dụng đoạn đường dây cáp từ PPTT-B2 S2 R ⎛ 1993 ⎞ 0,93 50.10 −3.10 −3 = 0,92(kW ) ΔP = 10 −3 = ⎜ ⎟ U n ⎝ 10 ⎠ • Tổn thất cơng suất tác dụng đoạn đường dây cáp từ PPTT-B3 S2 R ⎛ 1265 ⎞ 1,47 90.10 −3.10 −3 = 1,1(kW ) ΔP = 10 −3 = ⎜ ⎟ U n ⎝ 10 ⎠ • Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây cáp từ PPTT-B4 ΔP = S R −3 ⎛ 1773,4 ⎞ 0,93 10 = ⎜ 35.10 −3.10 −3 = 0,5(kW ) ⎟ n 10 ⎠ U ⎝ • Tổn thất cơng suất tác dụng đoạn đường dây cáp từ PPTT-B5 S2 R ⎛ 2129,5 ⎞ 0,93 95.10 −3.10 −3 = 2(kW ) ΔP = 10 −3 = ⎜ ⎟ U n ⎝ 10 ⎠ NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 23 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO • Tổn thất công suất tác dụng đoạn đường dây cáp từ PPTT-B6 S2 R ⎛ 1163,1 ⎞ 1,47 10 −3 = ⎜ 70.10 −3.10 −3 = 0,7(kW ) ⎟ 10 ⎠ U n ⎝ Tương tự tổn thất B1-1: ΔP = 0,55k W B2-6: ΔP = 1,44kW ΔP = Tổng kết ta có bảng kết sau Đường F(mm2) L(m) cáp PPTT-B1 3*16 120 PPTT-B2 3*25 50 PPTT-B3 3*16 90 PPTT-B4 3*25 35 PPTT-B5 3*25 95 PPTT-B6 3*16 70 B1-1 3*50+35 40 B2-6 3*120+70 30 ro( Ω /km) R( Ω ) Δ P(kW) 1,47 0,93 1,47 0,93 0,93 1,47 0,387 0,153 176,4 46,5 132,3 32,55 88,35 102,9 15,48 4,59 0,68 0,92 1,1 0,5 0,8 0,55 1,44 *) Tính tốn kinh tế Để lựa chọn phương án tối ưu nhiều phương án mặt kinh tế ta dựa vào hàm chi phí tính tốn hàg năm Z Hàm chi phí tính tốn Z = (avh+atc).K+ Δ A.C Trong avh : Hệ số vận hành atc : Hệ số tiêu chuẩn atc=0,2 K : Vốn đầu tư cho trạm biến áp đường dây(trong tập ta phải tính tốn với vốn đầu tư đường dây) n K = ∑ Koi.Li i =1 Koi : Giá tiền 1m cáp tiết diện Li : chiều dài tuyến cáp có tiết diện i Δ A : Tổn thất điện mạng cao áp xí nghiệp Δ AB = Δ Pmax τ n ΔP max = ∑ ΔPi i =1 τ : thời gian tổn thất công suất lớn τ =3300h C : Giá 1kWh điện C=750đ/kWh Tính tốn chi tiết cho phương án K =(11520+75000+8640+5250+14250+6720+6720+6150+243600.2).103 = 621450.103(đ) Δ AD = (0,68+0,92+1,1+0,5+2+0,8+0,55+1,44).3300=26367(kWh) NGUYỄN ANH THẾ-HTĐ1_K47 BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN 24 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO ΔA =119370,9+64916,7=184287,6kWh Z = (0,1+0,2).621450.103 +(26367+184287).750 =(186435+157990,5).103=344425.103 Vậy ta chọn phương án số VII) Thiết kế chi tiết mạng dây 1)Trạm phân phối trung tâm Là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống để cung cấp điện cho nhà máy Đây nhà máy thuộc hộ phụ tải loại nên trạm phân phối trung tâm cung cấp hai góp phân đoạn, liên lạc hai góp máy cắt hợp liên lạc hai phân đoạn *)Trên phân đoạn góp đặt máy biến áp đo lường cấp nguồn áp cho mạch đo lường, bảo vệ , tín hiệu, điều khiển Ngồi cịn có cuộn tam giác hở để báo chạm đất pha *) Đường dây từ trạm biến áp trung gian đường dây không nên phân đoạn góp đặt chống sét van *) Trên lộ đầu đường dây tới trạm biến áp phân xưởng dùng tủ hợp hãng SIEMEN Máy cắt loại 8DC11 với thông số sau Loại MC Cách điện Iđm(A) Uđm(kV) Icđm(kA) Icmax(kA) 8DC11 SF6 1250 12 25 63 2)Chọn dây dẫn từ trạm biến áp trung gian trạm phân phối trung tâm Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian trạm phân phối trung tâm nhà máy dài 10km sử dụng đường dây không dây nhôm lõi thép lộ kép *Với mạng cao áp có Tmax lớn dây dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt tra theo bảng dây dẫn AC có thời gian sử dụng cơng suất lớn Tmax=4500h ta có jkt=1,1A/mm2 Dịng điện tính tốn chạy dây dẫn: Ittnm= Tiết diện kinh tế Fkt= I ttnm j kt S ttnm = 7293,9 3.U dm 3.10 210,6 = = 191,5mm 1,1 = 210,6A Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 240mm2 *Kiểm tra theo điều kiện cố đứt dây Isc=2.Ittnm=2.210,6A Isc=421,2A