ĐỒ án tốt NGHIỆP THIẾT kế cấp điện CHO NHÀ máy ĐƯỜNG 50

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, thời đại ứng dụng khoa học công nghệ ngành điện phải ngành trước bước Cùng với phát triển nó, đời sống nhân dân nâng cao Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Một lực lượng đông đảo cán ngành điện ngày đêm tham gia thiết kế lắp đặt cơng trình cấp điện Xuất phát từ thực tế với kiến thức học tai môn HTĐ - Trường đại học Bách Khoa Hà Nội em nhận đề tài : Thiết kế Hệ thống cấp điện cho Nhà máy Đường Trong thời gian làm đồ án nỗ lực thân, với hướng dẫn bảo tận tình thầy giáo môn HTĐ, đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn em hồn thành xong đồ án tốt nghiệp Trong q trình thiết kế, kiến thức cịn có hạn nên tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận nhận xét góp ý từ phía q thầy để đồ án hồn thiện Em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn thầy cô giáo khoa lời chúc sức khỏe lời cảm ơn chân thành ! Hà Nội, ngày tháng năm 20 Sinh viên thực ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY I VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ Nhà máy Đường xây dựng địa bàn tỉnh Khánh Hồ.Với quy mơ gồm phân xưởng từ củ cải tươi nguyên chất, trải qua công đoạn tinh chế thành đường Trước đường sản xuất phục vụ nhu cầu tiêu dùng nước, ngày cịn xuất trở thành ngành quan trọng kinh tế quốc dân Trong Nhà máy sản xuất có nhiều loại máy móc khác đa dạng, phong phú phức tạp Các hệ thống máy móc có tính cơng nghệ cao đại mà việc cung cấp điện cho Nhà máy phải đảm bảo chất lượng độ tin cậy cao II CƠNG SUẤT ĐẶT VÀ VỊ TRÍ CÁC PHÂN XƯỞNG CỦA NHÀ MÁY Nhà máy làm việc theo chế độ ca, thời gian sử dụng công suất cực đại T max = 5200h, thiết bị làm việc với công suất gần định mức Các kho chứa phân xưởng SCCK loai III lại phân xưởng khác loại I Theo dự kiến Nhà máy cấp điện từ trạm biến áp khu vực cách nhà máy 10 km đường dây không lộ kép Dung lượng ngắn mạch phía hạ áp trạm biến áp khu vực SN = 250 MVA STT Tên phân xưởng Diện tích Cơng suất đặt kho củ cải đường phân xưởng thái nấu củ cải phận cô đặc phân xưởng tinh chế kho thành phẩm (m ) 12001 5688 4740 3162 5660 (kW) 350 700 550 750 150 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN phân xưởng SCCK 1514 theo tính tốn trạm bơm 1599 600 kho than 6490 350 phụ tải điện cho thị trấn 5000 Bảng 1.1 – Danh sách phân xưởng nhà làm việc Nhà máy III ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI VÀ CÔNG NGHỆ Để cho trình sản xuất Nhà máy đảm bảo tốt việc cung cấp điện cho Nhà máy phận quan trọng Nhà máy phân xưởng tinh chế, phận cô đặc, thái nấu củ cải đường phải đảm bảo chất lượng điện độ tin cậy cao Theo quy trình cơng nghệ sản xuất Nhà máy việc ngừng cung cấp điện ảnh hưởng đến chất lượng, số lượng sản phẩm gây thiệt hại kinh tế Vì theo “quy phạm trang bị điện “ Nhà máy xếp vào phụ tải loại I Phụ tải điện Nhà máy cơng nghiệp phân thành hai loại phụ tải : + Phụ tải động lực + phụ tải chiếu sáng Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị 380/ 220V Công suất chúng nằm khoảng hàng chục kW cấp dịng xoay chiều có tần số công nghiệp f = 50 hz Ta phân loại phụ tải sau : số thứ tự tên phân xưởng phân loại hộ phụ tải kho củ cải đường phân xưởng thái nấu củ cải phận cô đặc phân xưởng tinh chế III I I I kho thành phẩm phân xưởng SCCK III III ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN trạm bơm kho than III III phụ tải điện cho thị trấn III Bảng 2.2 : phân loại hộ phụ tải IV NỘI DUNG THIẾT KẾ Giới thiệu chung Nhà máy Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng Nhà máy Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng SCCK Thiết kế mạng cao áp cho tồn Nhà máy Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện nhà máy Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng SCCK Thiết kế đường dây 35 kV từ trạm biến áp trung gian cung cấp điện cho Nhà máy Thiết kế trạm biến áp CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN I ĐẶT VẤN ĐỀ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết thường biến đổi theo thời gian, cần thiết cho việc chọn trang thiết bị cung cấp điện cho trạng thái vận hành hệ thống cung cấp điện Phụ tải tính tốn thực chất phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế vài phương diện Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố phụ tải gây Đó phát nóng tổn thất Vì vậy, tồn hai loại phụ tải tính tốn cần xác định: Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng phụ tải tính tốn theo điều kiện tổn thất Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi, tương đương với phụ tải thực tế, biến thiên hiệu nhiệt lớn Phụ tải tính tốn theo điều kiện tổn thất (thường gọi phụ tải đỉnh nhọn): Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất thời gian ngắn từ đến giây, chúng chưa gây phát nóng cho thiết bị lại gây tổn thất làm nhẩy bảo vệ làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất khởi động động đóng cắt thiết bị điện khác Phương pháp xác định phụ tải tính tốn (PTTT) theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu (knc) • Cơng thức tính : Ptt = knc Pđ Qtt =Ptt tg ϕ • Trong : knc: hệ số nhu cầu (tra sổ tay kỹ thuật) Cos ϕ : hệ số cơng suất tính tốn (tra sổ tay kỹ thuật) Ptt, Qtt: công suất tác dụng công suất phản kháng tính tốncủa nhóm thiết bị (kW, kVAR) • Phương pháp tính phụ tải tính tốn theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản thuận tiện Nhược điểm chủ yếu phương pháp xác Bởi hệ số nhu cầu knc tra sổ tay số liệu cố định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm máy Trong tính tốn lấy gần Pđ = Pđm ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo hệ số hình dáng đồ thị phụ tải cơng suất trung bình • Cơng thức tính : Ptt = khd Ptb • Trong : khd: hệ số hình dáng đồ thị phụ tải (tra sổ tay kỹ thuật) Ptb: Công suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) • Phương pháp áp dụng tính phụ tải tính tốn từ phân phối phân xưởng hạ áp trạm biến áp phân xưởng Phương pháp dùng tính tốn thiết kế u cầu có đồ thị nhóm phụ t ải Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình độ lệch đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình • Cơng thức tính : Ptt = Ptb ± β σ • Trong : Ptb: cơng suất trung bình thiết bị nhóm thiết bị (kW) σ : độ lệch đồ thị khỏi giá trị trung bình β : hệ số tán xạ σ • Phương pháp thường dùng để tính tốn phụ tải cho thiết bị phân xưởng toàn Nhà máy Tuy nhiên, phương pháp dùng tính tốn thiết kế địi hỏi nhiều thơng tin phụ tải mà phù hợp với hệ thống vận hành Phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình hệ số cực đại • Cơng thức tính : ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Ptt = kmax ksd P đm • Trong : Pđm : cơng suất thiết bị hay nhóm thiết bị (kW) Ptb : cơng suất trung bình thiết bị hay nhóm thiết bị (kW) kmax : hệ số cực đại (tra sổ tay kỹ thuật ) kmax = f (nhq , ksd ) nhq: số thiết bị dùng điện hiệu ksd: hệ số sử dụng (tra sổ tay kỹ thuật ) • Phương pháp thường dùng để tính tốn phụ tải tính tốn cho nhóm thiết bị, tủ động lực toàn phân xưởng Nó cho kết xác lại địi hỏi lượng thơng tin đầy đủ loại phụ tải như: chế độ làm việc phụ tải, công suất đặt phụ tải, số lượng thiết bị nhóm Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm • cơng thức tính : a0 M Ptt = T max • : a : suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/ ddvsp) M : hệ số sản phẩm sản xuất năm Tmax: thời gian sử dụng cơng suất lớn • Phương pháp dùng để ước tính sơ xác định phụ tải công tác quy hoạch dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện đơn vị diện tích • Cơng thức tính : ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Ptt = Po F • Trong : Po - suất trang bị điện đơn vị diện tích (W/m ) F - diện tích bố trí thiết bị (m ) • Phương pháp cho kết gần có phụ tải phân bố đồng diện tích sản xuất, nên thường dùng giai đoạn thiết kế sơ Thiết kế chiếu sáng II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK Phân xưởng SCCK phân xưởng số sơ đồ mặt toàn nhà máy Phân xưởng có diện tích 1514 m Trong phân xưởng có 43 thiết bị cơng suất thiết bị khác Thiết bị có cơng suất lớn 10 kW , Và thiết bị có cơng suất nhỏ 0,6 kW Toàn máy làm chế độ dài hạn Giới thiệu phương pháp xác định PTTT theo cơng suất trung bình P tb hệ số cực đại kmax (còn gọi phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu nhq) • Cơng thức tính: n Ptt = kmax ksd ∑P i =1 dmi • Trong : Pđmi : cơng suất định mức thiết bị thứ i nhóm n : số thiết bị thứ i nhóm ksd : hệ số sử dụng ( tra sổ tay kỹ thuật ) nhq : số thiết bị dùng điện hiệu nhq số thiết bị dùng điện có hiệu số thiết bị giả thiết có cơng suất chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải phụ tải tính tốn nhó phụ tải thực tế ( gồm thiết bị có chế độ làm việc công suất khác ) nhq xác định theo công thứ sau ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN  n   ∑ Pdmi   nhq = ni =1 ∑ ( Pdmi ) i =1 Với Pđmi : Công suất định mứ thiết bị thứ i (kW) n : Số thiết bị nhóm Khi n lớn việc xác định nhq theo cơng thức nhiều thời gian nên xác đinh nhq cách gần sau  Trường hợp : P dm max ≤ Khi m = P dm ksd ≥ 0,4 nhq = n : Pđmmax : Công suất định mức thiết bị lớn nhóm Pđmmin : Cơng suất định mức thiết bị nhỏ nhóm ksd : Hệ số sử dụng cơng suất trung bình nhóm n Ptb ksd = P = dm ∑P dmi i =1 k sdi n ∑P i =1 dmi  Trường hợp : Khi nhóm có n1 thiết bị có tổng cơng suất định mức chúng không lớn 5% tổng cơng suất nhóm n1 ∑S n =1 dmi ≤ 5% n ∑S i =1 dmi nhq = n –n1  Trường hợp : Pdm max Khi m = P >3 dm ksd ≥ 0,2 nhq xác định theo biểu thức sau: ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG n hq = THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 2ΣPdmi ≤n Pdm max - Khi không áp dụng trường hợp n hq xác định qua bước sau: +Trước hết ta tính n* = n1 n P* = P1 P Trong : n - số thiết bị nhóm n1- số thiết bị có cơng suất lớn cơng suất thiết bị có công suất lớn P P1 - tổng công suất n n1 thiết bị Sau tính n* P* tra sổ tay kỹ thuật ta tìm n hq* = f ( n* , P*) từ tính nhq theo cơng thức nhq = nhq* n Khi xác định phụ tải tính tốn theo số thiết bị dùng điện hiệu n hq , số trường hợp cụ thể dùng công thức gần sau: - Nếu n ≤ nhq ≤ 4, phụ tải tính tốn tính theo công thức n Ptt = ∑ Pdm n =1 - Nếu n > nhq < phụ tải tính tốn xác định theo cơng thức sau: n Ptt = ∑k i =1 ti Pdm Trong : kti : hệ số phụ tải thiết bị thứ i kti = 0,9 thiết bị làm việc dài hạn kti = 0,75 thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại - Nếu n >3 ksd ≥ 0,5 phụ tải tính tốn xác định theo công thức sau: 10 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Fkt ≥ α I N t qd α -Hệ số nhiệt, với dây đồng α = tqđ- Thời gian quy đổi , lấy thời gian tồn ngắn mạch Fkt ≥ 6.2,63 0,5 =11,16 mm2 Chọn cáp XLPE 2x(3x50) Bảng 8.1- Thông số kỹ thuật cáp cao áp ro( Ω / km) 0,494 Cáp XLPE 2x(3x50) xo( Ω / km) 0,142 8.2.2.Lựa chọn góp cao áp * Chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài: k1 k I cp ≥ I cb k1 = Với góp đặt đứng k2 hệ số hiệu chỉnh mơi ttrường, k = Dịng làm việc lớn góp: I cb = I max = S dmB 3.U dm = 634,26 3.35 = 10,46( A) Tra tài liệu ( Sổ tay tra cứu TBĐ trang 362) chọn góp nhơm, hình chữ nhật có tiết diện 45 mm2 kích thước (15x3) mm, dòng điện cho phép Icp = 165 A Icp = 165 A > Icb = 10,46 A * Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: Fkt ≥ α I N t qd a- Khoảng cách pha, a=50 cm tqđ- Thời gian quy đổi , lấy thời gian tồn ngắn mạch (0,5s) Fkt ≥ 50.2,63 0,5 = 92,98 mm2 Thanh góp chọn khơng thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt Chọn lại góp nhơm hình chữ nhật có tiết diện 120 mm2 có kích thước ( 30x4)mm, dịng điện choi phép 365 A * Kiểm tra ổn định động: σ cp ≥ σ tt 121 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Ftt = 1,76.10 −8 .i xk (kG ) a + Khoảng cách sứ, l=80 cm + Khoảng cách pha , a = 50 cm - Dòng xung kích: i xk = 1,8 2.I " N = 1,8 2,63 = 6,69(kA) → Ftt = 1,76.10 −8 80 6,69 2.10 = 1,26 kG 50 l a - Ứng suất tính tốn vật liệu dẫn: σ tt = - Mômen chống uốn với dẫn đặt ngang: W = h.b 30.4 = = 0,8cm 6 - Xác định mơmen tính toán M = Ftt l 1,26.80 = = 10,08kG.cm 10 10 → σ tt = 10,08 = 12,6kG / cm 0,8 Ta có ứng suất cho phép nhơm σ cp.cu = 700kG / cm ≥ σ tt = 12,6 kG/cm2 b.Chọn sứ đỡ Các điều kiện chọn sứ cao áp: - Điện áp định mức sứ: Uđms ≥ Uđmm - Dòng điện định mức: Iđms ≥ Icb Sứ chọn phải thỏa man điều kiện Fcp ≥ F’tt = k.Ftt 122 ĐH BÁCH KHOA M  kG    W  cm  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN F’tt - Lực tác động lên đầu sứ ngắn mạch ba pha Fcp - Lực cho phép tác động lên đầu sứ: Fcp = 0,6.Fph Fph - Lực phá hoại định mức sứ kG Ftt - Lực tác động lên dẫn ngắn mạch ba pha - Hệ số hiệu chỉnh: k = H H' H- chiều cao chuỗi sứ H’- chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện dẫn Tra PL chọn loại sứ O Φ 35-375Y3 có thơng số sau: Bảng 8.2-thông số kỹ thuật sứ cao áp LOẠI SỨ ĐIỆN ÁP ĐỊNH LỰC PHÁ HOẠI CHIỀU CAO O Φ -35-375Y3 MỨC (kV) 35 (KG) 375 (mm) 372 Kiểm tra sứ: K= H ' 372 + 30 / = = 1,04 H 372 Fcp = 0,6.375 = 225 kG Ftt = 1,26 kG Fcp = 225 kG > Ftt = k.Ftt = 1,04.1,26 = 1,31 kG Sứ chọn thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 8.2.4 Chọn máy biến áp đo lường: Máy biến áp đo lường gọi máy biến điện áp, ký hiệu BU, có chức biến đổi điện áp sơ cấp bất xuống 100 V 100 V cấp nguồn cho mạch đo lường, điều khiển tín hiệu, bảo vệ Các BU thường đấu theo kiểu Y/Y Ngồi cịn có loại BU pha trụ (đấu Yo,Yo, tam giác hở ) có chức thơng báo chạm đất pha BU thường dùng cho mạng trung tính cách điện (10 kV , 35kV) BU chọn theo điều kiện phần trên.( chương III) Thông số máy biến điện áp loại 123 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Bảng 8.3 – thông số kỹ thuật BU LOẠI 4MS36 U1ĐM (kV) 36 U2ĐM (kV) 100 TẢI (VA) 500 8.2.5.Chọn máy biến dòng điện: Chức máy biến dòng điện biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số xuống 5A (đơi 1A 10A), nhằm cấp nguồn cho mạch đo lường, bảo vệ, tín hiệu, điều khiển … Điều kiện chọn tính tốn chương III Loại máy 4ME16 với thông số sau: Bảng 8.4- thông số kỹ thuật máy BI LOẠI 4ME16 UĐM (KV) 36 I1ĐM (A) 1200 I2ĐM (A) IÔĐNH (kA) 80 IÔĐĐ (kA) 120 8.2.6.Chọn dao cách ly cao áp Cầu dao hay cịn gọi dao cách ly có nhiệm vụ chủ yếu cách ly phần mang điện không mang điện, tạo khoảng cách an tồn trơng thấy, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện Dao cách ly đóng cắt dịng không tải máy biến áp công suất máy không lớn Cầu dao chế tạo cấp điện áp Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức: UđmMC ≥ Uđmm = 35 kV Dòng điện định mức: IđmCL ≥ Ilvmax = 2.Ittnm= 48,78 A Dòng điện ổn định động cho phép: iđmđ ≥ ixk = 6,69 kA Tra trang 129 bảng 2.35( Sổ tay tra cứu TBĐ) Chọn loại 3DC hãng Siemens chế tạo: Bảng 8.5-Thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC Uđm(kV) 36 Iđm(A) 630 INT(kA) 20 b.Lựa chọn kiểm tra cầu chì cao áp: 124 ĐH BÁCH KHOA INmax(kA) 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Cầu chì thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện có dịng điện lớn q trị số cho phép qua Vì chức cầu chì bảo vệ tải ngắn mạch Trong lưới điện áp cao (>1000V) cầu chì thường dùng vị trí sau: - Bảo vệ máy biến áp đo lường cấp điện áp - Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ đường dây trung áp - Đặt phía cao áp trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp Cầu chì chế tạo nhiều kiểu, nhiều cấp điện áp khác cấp trung áp cao áp thường sử dụng cầu chì ống * Ta sử dụng chung loại cầu chì cao áp cho trạm biến áp Điện áp định mức Uđmcc ≥ Uđmm= 35 kV Dòng điện định mức cố máy biến áp cịn lại q tải 30% I dmCC ≥ I lv max = k qtbt S dmBA 3.35 = 1,3.750 3.35 = 16,08 A Dòng điện cắt định mức: Iđmcắt ≥ IN1(N3) = 2,69 kA Tra trang 122( sổ tay tra cứu TBĐ) Chọn loại cầu chì ống cao áp hãng Siemens chế tạo loại 3GD1 604-5B Bảng 8.6- Thông số kỹ thuật cầu chì loại 3GD1 604-5B Uđm(kV) 36 Iđm(A) 20 Icắtmin(A) 120 Sơ đồ nguyên lý ngăn cao 125 ĐH BÁCH KHOA Icắt(kA) 31,5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 630 A 630 A 630 A CC U U Cấp 36 kV Cấp MBA 750 kVA U Cấp 36 kV 8.3.CHỌN THIẾT BỊ HẠ ÁP CỦA TRẠM BIẾN ÁP B3 8.3.1.Lựa chọn góp phía hạ áp: * Chọn theo điều kiện phát nóng: k1.k2.Icp ≥ Icb + Thanh dẫn đặt nằm đứng: k1 = + k2 hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường k2 = I cb = S tt 3.U dm = 634,26 3.0,38 = 963,66 A Tra tài liệu trang 362 (sổ tay TBĐ) chọn dẫn đồng hình chữ nhật tiết diện 300 mm2 kích thước (60x5)mm, dòng điện cho phép 1025 A Icp = 1025A > Icb = 963,66 A * Dịng phát nóng lâu dài cho phép k1.k2.Icp= 1.1.1025 > Icb = 963,66 * Kiểm tra ổn định động: Tính dịng điện ngắn mạch : ∆PN U dmBA U N %.U dmBA 10 + j .10 Tổng trở MBA: ZB = RB + jXB = S dmBA S dmBA ZB = 6,22.0,4 6,5.0,4 10 + j 10 = 1,77 + 13,86mΩ 750 750 Dòng điện ngắn mạch: IN = U 3.Z = 400 (1,77 + 13,86 ) = 16,5kA Trị số ngắn mạch xung kích: ixk = 1,8 IN = 42 kA 126 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN σ cp ≥ σ tt Ftt = 1,76.10 −8 .i xk (kG ) a + Khoảng cách sứ, l=70 cm + Khoảng cách pha , a = 15 cm → Ftt = 1,76.10 −8 70 42 10 = 144,88 kG 15 - Ứng suất tính tốn vật liệu dẫn: σ tt = M  kG    W  cm  - Mômen chống uốn với dẫn đặt ngang: W = h.b 60.5 = = 250cm 6 - Xác định mơmen tính tốn M = Ftt l 144,88.70 = = 1014kG.cm 10 10 → σ tt = 1014 = 4,05kG / cm 250 Ta có ứng suất cho phép nhơm σ cp.cu = 1400kG / cm ≥ σ tt = 4,05 kG/cm2 * Khả ổn định nhiệt (mm2) F = 60.4 = 240 > α I N t qd = 6.16,5 0,5 = 70 Vậy đồng 60x4 thỏa mãn 8.3.2 Chọn sứ hạ áp: Các điều kiện chọn sứ hạ áp: - Điện áp định mức sứ: Uđms ≥ Uđmm - Dòng điện định mức: Iđms ≥ Icb Sứ chọn phải thỏa man điều kiện Fcp ≥ F’tt = k.Ftt F’tt - Lực tác động lên đầu sứ ngắn mạch ba pha Fcp - Lực cho phép tác động lên đầu sứ: Fcp = 0,6.Fph Fph - Lực phá hoại định mức sứ kG Ftt - Lực tác động lên dẫn ngắn mạch ba pha 127 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN - Hệ số hiệu chỉnh: k = H H' H- chiều cao chuỗi sứ H’- chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện dẫn Tra PL chọn loại sứ O Φ 10-1250KBY3 Bảng 8.7-Thông số kỹ thuật sứ hạ áp LOẠI SỨ ĐIỆN ÁP ĐỊNH LỰC PHÁ HOẠI CHIỀU CAO O Φ p-10-1250KBY3 MỨC (KV) 10 (KG) 1250 (mm) 225 Kiểm tra sứ: k= H ' 225 + 225 / = = 1,5 H 225 Fcp = 0,6.1250 = 750 kG Ftt = 55,13kG Fcp = 750 kG > Ftt’ = 1,5.55,13 = 82,7 kG Sứ chọn thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 8.3.2.Chọn áptômát 1.Chọn áptômát tổng * Điều kiện chọn áptômát sau: - Điện áp định mức áptômát : UđmA ≥ Uđmm = 380 V - Dòng điện định mức áptômát: IđmA ≥ Ilvmax Ilvmax ứng với trường hợp máy biến áp bị hỏng, máy lại phải làm việc tải bình thường: I cb = k qtbt S dmBA 3.U dm = 1,3.750 3.0,38 = 1481,36 A - Dòng cắt ngắn mạch: Icắtđm ≥ IN = 16,5 kA Bảng 8.8-Thông số kỹ thuật áptômát LOẠI M16 Uđm ,V 690 Iđm,A 1600 128 ĐH BÁCH KHOA ICN,kA 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 2.Chọn áptômát nhánh * Điều kiện chọn áptômát sau: - Điện áp định mức áptômát : UđmA ≥ Uđmm = 380 V - Dòng điện định mức áptômát: IđmA ≥ Ilvmax I cb = k qtbt S dmBA n 3.U dm = 1,3.750 3.0,38 = 740,68 A - Dòng cắt ngắn mạch: Icắtđm ≥ IN = 16,5 kA Bảng 8.8-Thông số kỹ thuật áptômát LOẠI M08 Uđm ,V 690 Iđm,A 800 ICN,kA 40 6 1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG VÀ MẶT CẮT TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG 3 2400 ĐH BÁCH KHOA 2 3400 129 3400 2800 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 1.Máy biến áp Đầu cao áp 3.Tủ cao áp 2.Tủ hạ áp 5.Thanh hạ áp 6.Thanh cao áp 7.Rãnh cáp 8.Thơng gió 9.Hố dầu cố 130 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Cáp 35 kV XLPE(3x25) Cáp 35 kV XLPE(3x25) 3DC 3DC 3GD1 604-5B 3GD1 604-5B MBA-750-35/0,4 M16 A A A A M16 CM kWh A A kVArh kWh DLE-4D20K5T Qb=156,96kVAr kArh A A A A DLE-4D20K5T Qb=156,96kVAr M08 PX thái nấu củ cải M08 PX thái nấu củ cải SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM BIẾN ÁP B3 131 ĐH BÁCH KHOA A A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN 8.4.TÍNH TỐN NỐI ĐẤT PHÍA HẠ ÁP CHO TRẠM BIẾN ÁP B3 8.4.1 Đặt vấn đề Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu dùng điện Vì đặc điểm quan trọng hệ thống cung cấp điện phân bố diện tích rộng thường xuyên có người làm việc với thiết bị điện Cách điện thiết bị điện bị chọc thủng, người vận hành không tuân theo nguyên tắc an tồn …đó ngun nhân chủ yếu dẫn đến tai nạn điện giật Vì hệ thống cung cấp điện thiết phải có biện pháp an tồn có hiệu tương đối đơn giản thực nối đất Tai nạn điện giật thường xẩy người vận hành vơ tình chạm phải phận mang điện tiếp xúc với phận thiết bị bình thường khơng mang điện cách điện bị hỏng nên mang điện Để tránh điện giật trước tiên phải chấp hành nghiêm chỉnh quy tắc vận hành thiết bị điện Tiếp đến người ta thực nối đất phận mang điện cách điện bị hỏng Thông thường vỏ máy kim loại phải nối đất Trang bị nối đất bao gồm điện cực dây dẫn nối đất Các điện cực nối đất ( cọc ) chôn trực tiếp đất, dây nối đất dùng để nối liền phận nối đất với điện cực nối đất có trang bị nối đất, dịng điện ngắn mạch xuất cách điện thiết bị với vỏ bị hư hỏng chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất đến điện cực nối đất chạy tản vào đất Với mạng trung áp 22kV mạng hạ áp 380/220 có trung tính trực tiếp nối đất, ngắn mạch pha, dịng điện ngắn mạch đủ lớn để rơle bảo vệ cắt pha cố đảm bảo an toàn cho người thiết bị Như nối đất biện pháp kỹ thuật quan trọng hệ thống cung cấp điện, góp phần vận hành an tồn cung cấp điện 8.4.2 Tính tốn trang bị nối đất Trong tính tốn trang bị nối đất cho trạm biến áp B3 cách thức thực nối đất nhân tạo Nối đất nhân tạo thường thực cọc thép, ống thép, thép dẹt hình chữ nhật thép góc dài 2-3 m chôn sâu xuống đất cho 132 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN đầu chúng cách mặt đất khoảng 0,5- 0,7 m Nhờ giảm thay đổi điện trở theo thời tiết Các ống thép hay thép nối với cách hàn với thép nằm ngang đặt dộ sâu 0,5- 0,7 m Điện trở nối đất không lớn trị số quy định quy phạm Với nhà máy Đường , mạng cao áp lưới 35 kV có trung tính cách điện nên thường bảo vệ rơle không tác động cắt phận thiết bị điện có chạm đất pha Vì chạm đất pha kéo dài, điện áp UN thiết bị chạm đất tồn lâu dài làm tăng xác suất người tiếp xúc với thiết bị có Uđ Đối với mạng điện có điện áp 1000V, điện trở nối đất thời điểm không vượt Ω Trong trạm biến áp B3 có nhiều thiết bị phân phối có điện áp khác (35 kV, 0,4 kV) đặt diện tích trạm nên thực nối đất nhỏ Mạng điện áp 0,4kV có yêu cầu điện trở nối đất thời điểm năm khơng vượt q Ω * Tính tốn trang thiết bị nối đất cho trạm biến áp B3 Với hai cấp điện áp 35 kV 0,4 kV, trạm biến áp cấp hạ áp có dịng điện lớn điện trở nối đất trạm nhỏ Ω Điện trở khu vực xây trạm 0,6.104 ( Ω.cm ) vào mùa mưa hệ số kmùa = 1,5 ρ tt = 0,6.10 4.1,5 = 0,9.10 (Ω.cm) Điện trở khuyếch tán cọc: R1c = 0,00298.ρ tt = 0,00298.0,9.10 = 26,82 Mạch vòng nối đất chơn xung quanh trạm có chu vi ( 12+4)x2 =32m Các cọc tiếp địa thép góc L 60,60,6 , dài 2,5m, cách 2,5m chôn sâu 0,7m Dự kiến số cọc 13 cọc Tra η c = 0,55 Điện trở khuyếch tán 13 cọc Rc = R1c 26,82 = = 3,75Ω η c n 0,55.13 Thanh nối có chiều rộng cm, chơn nằm ngang cách mặt đất 0,8 m Thanh nối nối qua 13 cọc thành mạch vịng kín chu vi trạm biến áp.Điện trở suất đất độ sâu k = với đất ẩm 133 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Điện trở khuyếch tán nối: Rt =  2.l 0,366 ρ tt k lg  l  b.t     2.3200 0,366 0,6.3 lg 3200  4.80   = 9,08Ω  Tra phụ lục 6.6 tài liệu II tìm η T = 0,34 Điện trở nối đất thực tế RT = Rt 9,08 = = 26,7Ω η 0,34 Điện trở nối đất toàn n cọc Rtc = 4.RT 4.26,7 = = 4,7Ω RT − 26,7 − Số cọc cần đóng là: n= Rc RT 3,75.26,7 = = 3,2Ω < 4Ω η c Rtc 3,75 + 26,7 Điện trở hệ thống nối đất thả mãn yêu cầu kỹ thuật Số cọc tiếp địa dự kiến ban đầu hợp lý 134 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN MỤC LỤC Lời nói đầu Trang CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY…………… …………….2 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN………………… ………….5 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY…… … 35 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ…………………………………………………………….…….84 CHƯƠNG V: TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY……………………………………… 96 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG XHUNG CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ…………………………………………………102 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY 35 KV TỪ TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY………………………………… 109 CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG B3 ………… 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 ĐH BÁCH KHOA ... KHOA B4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN phương án III B2 TPPTT B4 B3 B1 B5 phương án IV B2 TPPTT B1 42 ĐH BÁCH KHOA B4 B3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN... chọn phương án hợp lý Thiết kế chi tiết cho phương án lựa chọn 32 ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN II VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN Trước vạch phương án cụ thể... trung gian cung cấp điện cho Nhà máy Thiết kế trạm biến áp CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN I ĐẶT VẤN ĐỀ ĐH BÁCH KHOA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN Phụ tải tính