Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Hiện kinh tế nước ta đà tăng trưởng mạnh mẽ theo đường lối cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp ngày tăng cao Hàng loạt khu chế xuất khu công nghiệp nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp hình thành vào hoạt động Từ thực tế việc thiết kế cung cấp điện việc vô quan trọng việc cần phải làm Việc thiết kế hệ thống cung cấp điện không đơn giản địi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp nhiều chuyên nghành khác cung cấp điện thiết bị điện an toàn điện …Ngồi cịn phải có hiểu biết định lĩnh vực liên quan xã hội môi trường đối tượng sử dụng điện mục đích kinh doanh họ

Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải LỜI NÓI ĐẦU Hiện kinh tế nước ta đà tăng trưởng mạnh mẽ theo đường lối cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp ngày tăng cao Hàng loạt khu chế xuất khu công nghiệp nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp hình thành vào hoạt động Từ thực tế việc thiết kế cung cấp điện việc vô quan trọng việc cần phải làm Việc thiết kế hệ thống cung cấp điện không đơn giản địi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp nhiều chuyên nghành khác cung cấp điện thiết bị điện an toàn điện …Ngồi cịn phải có hiểu biết định lĩnh vực liên quan xã hội môi trường đối tượng sử dụng điện mục đích kinh doanh họ… Vì đồ án môn học Cung cấp điện bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành Hệ thống điện hiểu cách tổng quát công việc phải làm việc thiết kế hệ thống cung cấp điện chuyên ngành Cung cấp điện Do kiến thức nhiều hạn chế nên đồ án em cịn nhiều sai sót Em mong nhận nhiều lời góp ý sửa chữa thầy cô Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Phạm Mạnh Hải giúp đỡ em thồn thành đồ án mơn học Hà Nội tháng năm 2018 Sinh viên Bùi Hoàng Minh SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Thiết Kế Cung Cấp Điện Bài 11B Sinh Viên: Bùi Hoàng Minh Lớp: Đ9H1 Thời gian thực hiện: Tháng năm 2018 Dữ Kiện: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp gồm phân xưởng cho bảng Công suất ngắn mạch thời điểm đấu điện Sk MVA khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L m Cấp điện áp truyền tải 22 kV Thời gian sử dụng công suất cực đại làTM h Phụ tải loại I loại II chiếm KI&II % Giá thành tổn thất điện C  =1500 đ/kWh; Tổn thất điện áp cho phép mạng điện tính từ nguồn (điểm đấu điện) la ∆Ucp =5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp( nhà máy) Sk MVA 300 KI&II % 75 TM h 4180 N0 theo Tên phân xưởng phụ tải sơ đồ mặt 10 11 12 13 14 15 16 17 Bộ phận nghiền sơ cấp Bộ phận nghiền thứ cấp Bộ phận xay nguyên liệu thô Bộ phận sấy xỉ Đầu lạnh phận lị Đầu nóng phận lò Kho lien hợp Bộ phận xay xi măng Máy nén cao cấp Bộ phận ủ đóng băng Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô Phân xưởng Lò Kho vật liệu Bộ phận lựa chọn cất giữ vật liệu bột Nhà ăn Nhà điều hành SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh L m 250 Số lượng thiết bị điện 35 29 30 20 29 30 20 15 20 20 45 14 10 35 35 Page Hướng tới nguồn Tây Tổng Hệ số nhu Hệsố công công suất cầu Knc suất cos lắp đặt kW 350 0.76 0.44 270 0.78 0.47 1150 0.80 0.66 1150 0.67 0.50 920 0.72 0.47 1250 0.45 0.78 920 0.44 0.80 1250 0.47 0.67 1600 0.66 0.72 690 0.50 0.65 1250 0.47 0.55 1250 0.47 0.67 570 0.42 0.64 126 0.50 0.53 80 0.54 0.62 80 60 0.43 0.43 0.68 0.55 Đồ án môn học cung cấp điện 18 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 23 Garage ôtô 25 0.46 0.76  Sơ đồ mặt 18 11 17 16 13 12 14 15 10 Hình 2.2 Sơ đồ mặt nhà máy xi măng Tỷ lệ 1:500 Nhiệm vụ thiết kế I Tính tốn phụ tải 1.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng - Xác định phụ tải động lực phân xưởng - Xác định phụ tải chiếu sáng -Tổng hợp phụ tải phân xưởng 1.2 Xác định phụ tải phân xưởng khác 1.3 Tổng hợp phụ tải toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồphụ tải mặt xí nghệp II Xác định sơ đồ nối mạng điện nhà máy 2.1 Chọn cấp điện áp phân phối 2.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (hoặc trạm phân phối trung tâm) 2.3 Chọn công suất số lượng máy biến áp trạm biến áp nhà máy trạm biến áp phân xưởng 2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy 2.5 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến phân xưởng (so sánh phương án) III Tính tốn tải điện SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 3.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp 3.2 Xác định hao tổn công suất 3.3 Xác định hao tổn điện IV Chọn kiểm tra thiết bị 4.1 Tính tốn ngắn mạch điểm đặc trưng (chọn điểm ngắn mạnh phù hợp) -Chọn kiểm tra thiết bị: Cáp điện lực; Thanh sứ đỡ; Máy cắt dao cách ly cầu dao cầu chảy aptomat; Máy biến dòng thiết bị đo lường 4.3 Kiểm tra chế độ mở máy động V Tính tốn bù hệ số cơng suất 5.1 Tính tốn bù hệ số công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị Cos2  0,9 5.2 Đánh giá kết bù Bản vẽ: Sơ đồ mặt xí nghiệp với bố trí thiết bị biểu đồ phụ tải Sơ đồ mạng điện mặt xí nghiệp (gồm sơ đồ phương án so sánh; Sơ đồ nguyên lý mạng điện (với đầy đủ mã hiệu thiết bị lựa chọn Bảng số liệu kết tính tốn SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP 01 1.1 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng 06 Tổng hợp phụ tải (phụ tải tính tốn) phân xưởng: 07 1.2 Tổng hợp phụ tải tồn xí nghiệp xây dựng biểu đồ phụ tải mặt xí nghiệp dạng hình trịn bán kính r 13 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY 14 2.1 Chọn cấp điện áp phân phối: 14 2.2 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm 14 2.3Chọn công suất số lượng máy biến áp trạm biến áp nhà máy 15 2.4Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp xí nghiệp (hoặc TPPTT) 20 2.5 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy (TBATT) đến phân xưởng 21 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐIỆN 29 3.1 Xác định hao tổn điện áp đường dây máy biến áp .29 3.2 Xác định tổn hao công suất tổn hao điện .30 3.3 Thiết kế chi tiết cho phương án tối ưu .32 CHƯƠNG : CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN 36 4.1 Tính tốn ngắn mạch lựa chon thiết bị 36 4.2 Lựa chọn kiểm tra dây dẫn khí cụ điện 38 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN BÙ HỆ SỐ CƠNG SUẤT 45 5.1 Tính tốn bù hệ số cơng suất phản kháng để nâng lên giá tri cos2 = 45 Tài liệu tham khảo 50 SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG I: TÍNH TỐN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP Nhà máy xí nghiệp sản xuất nhiều loại sản phẩm trình hoạt động Những sản phẩm ln ln địi hỏi tính cạnh tranh cao đặc biệt giá thành Trong giá thành sản phẩm chi phí tiêu thụ điện thời gian thu hồi vốn đầu tư đóng góp phần đáng kể vào giá thành sản phẩm Chính lý việc tính tón thiêt kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt ý đến vốn đầu tư cơng trình vấn đề tiết kiệm lượng tránh lãng phí với thiết bị không cần thiết Quan trọng việc xác định tâm phụ tải xác để có phương án dây tối ưu Ngoài cịn phải tính đến khả phát triển phụ tải nhà máy xí nghiệp tương lai Để làm tất nhiệm vụ bước đàu tiên cần làm xác định phụ tải tính tốn cho tồn nhà máy Để xác định phụ tải tính tốn tồn nhà máy trước hết ta cần xác định phụ tải tính tốn phân xưởng khu vực 1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng 1.1.1 Bộ phận nghiền sơ cấp a Phụ tải động lực Công thức xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu công suất đặt thể sau: Pđl = knc × Pđ (kW) Qđl = Pđl × tanφ (kVar) Trong đó: - knc hệ số nhu cầu phân xưởng phụ tải - Pđ công suất đặt phân xưởng phụ tải Vậy phụ tải động lực phận nghiền sơ cấp là: Pdl =k nc × P đ =0 76 ×350=266(kW ) Q dl =P dl x tanφ=266 × 04=542 88 (kVar ) b Phụ tải chiếu sáng Phụ tải chiếu sáng xí nghiệp cơng nghiệp xác định theo phương pháp suất chiếu sáng đơn vị diện tích: Pcs = P0.× S = P0 x a x b(kW) Trong đó: - P0 cơng suất chiếu sáng đơn vị diện tích chiếu sáng.P0 = 15W/m2 - S diện tích chiếu sáng.m2 - a chiều dài phân xưởng.m - b chiều rộng phân xưởng.m Vậy phụ tải chiếu sáng phận nghiền sơ cấp Pcs = ((7x5)/1000)*15 = 0.525(kW) Tổng hợp phụ tải (phụ tải tính tốn) phân xưởng: Ptt = Pđl + Pcs (kW) SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page Đồ án mơn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Qtt = Qđl + Qcs (kVar) Stt =√ P2tt +Q2tt ( kVA) S tt I tt = ( A) √3 × U đm Trong đó: - Ptt Cơng suất tác dụng tính tốn cho phân xưởng (kW) - Qtt Công suất phản kháng tính tốn cho phân xưởng(kVar) Vậy phụ tải tổng hợp phận nghiền sơ cấp là: Ptt = Pđl + Pcs = 266 + 0.525 = 266.525 (kW) Qtt = Qđl + Qcs = 542.88 (kVar) S tt I tt = =918.863( A) √3 × U đm 142 11 5 17 10 4 18 16 12 15 18 11 y 12 14 9 9 SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh 15 5 10 14 26 15 o 12 9 4 15 34 13 97 55 16 x Page Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Hình 1.1 : Hình vẽ kích thước chi tiết phân xưởng nhà máy xi măng 1.1.2 Phụ tải tổng hợp phân xưởng SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page Đồ án môn học cung cấp điện N0 theo sơ đồ Tên phân xưởng phụ tải mặt Bộ phận nghiền sơ cấp Bộ phận nghiền thứ cấp Bộ phận xay nguyên liệu thô Bộ phận sấy xỉ Đầu lạnh phận lò Đầu nóng phận lị Kho liên hợp Bộ phân xay xi măng Máy nén cao áp 10 Bộ phân ủ đóng bao Bộ phân ủ bọt nguyên liệu 11 khô 12 Phân xưởng 13 Lò 14 Kho vật liệu Bộ phận lựa chọn cất 15 giữ vật liệu bột 16 Nhà ăn 17 Nhà điều hành 18 Gara ôtô Tổng   SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh STB Pđ cos tanφ S Pđl knc KW φj (m ) (kW) j Qđl (kW) Pcs Qcs (kW) (kW) Ptt (kW) Qtt (kW) Stt (kVA) 35 29 350 0.8 0.4 270 0.8 0.5 2.0 1.9 35.0 34.0 266 211 543 396 0.5 0.5 0.0 0.0 266.5 211.1 542.9 395.5 604.8 448.3 30 115 0.8 0.7 1.1 54.0 920 1047 0.8 0.0 920.8 1047.2 1394.5 1.7 45.0 771 1.9 56.0 662 0.8 216.0 563 0.8 660.0 405 1.1 72.0 588 1.0 28.0 1056 1.2 156.0 345 1335 1244 451 304 651 1018 403 0.7 0.8 3.2 9.9 1.1 0.4 2.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 771.2 663.2 565.7 414.7 588.6 1056.4 347.3 1334.5 1244.0 451.3 303.6 651.0 1017.8 403.3 1541.3 1409.8 723.7 514.0 877.6 1467.0 532.3 20 29 30 20 15 1150 920 1250 920 1250 1600 690 20 1250 0.5 0.6 1.5 90.0 588 892 1.4 0.0 588.9 892.1 1068.9 20 45 14 1250 0.5 0.7 570 0.4 0.6 126 0.5 0.5 1.1 1.2 1.6 36.0 40.0 36.0 588 239 63 651 287 101 0.5 0.6 0.5 0.0 0.0 0.0 588.0 240.0 63.5 651.0 287.4 100.8 877.2 374.4 119.2 10 80 0.5 0.6 1.3 48.0 43 55 0.7 0.0 43.9 54.7 70.1 0.4 0.7 0.4 0.6 0.5 0.8 1.1 54.0 1.5 112.0 0.9 75.0 34 26 12 7377 37 39 10 9463.2 0.8 1.7 1.1 27.7 0.0 0.0 0.0   35.2 27.5 12.6 7405.3 37.1 39.2 9.8 9463.2 51.1 47.9 16.0 12016.3 35 35 23   GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 80 60 25 0.7 0.7 0.5 0.4 0.5 0.7 0.5 19255   Page 0.5 0.5 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7       Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảng 1.1 Tổng hợp phụ tải phân xưởng 1.2 Tổng hợp phụ tải tồn xí nghiệp xây dựng biểu đồ phụ tải mặt xí nghiệp dạng hình trịn bán kính r 1.2.1 Tổng hợp phụ tải tồn nhà máy a phụ tải tính tốn tác dụng tồn nhà máy 18 P ttnm=K đt × ∑ Ptt −i i=1 Với: Kđt=0.85 hệ số đồng thời toàn nhà máy ( Hệ số kinh nghiệm ) Vậy từ bảng ta có: Pttnm=0.85×7405.3= 6294.5(Kw) Trong đó: - Kdt số đồng thời tồn phân xưởng kđt= 0.85 - n số phân xưởng phụ tải xí nghiệp n=18 b Phụ tải tính tốn phản kháng tồn nhà máy Qttnm =k đt × ∑ Qtt=0 85 × 9463.2=8043.72(kVAr) c Phụ tải tính tốn tồn phần nhà máy: Sttnm =√ P 2ttnm+ Q 2ttnm=√ 8043.722 +6294.52=10213.82(kVA) d Hệ số công suất toàn nhà máy: Pttnm 6294.5 cos φnm= = =0 616 S ttnm 10213.82 1.2.2 Xây dựng biểu đồ phụ tải a) Ý nghĩa tâm phụ tải thiết kế cung cấp điện Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện việc tính tốn tìm tâm phụ tải đóng vai trị qua trọng để ta xác định vị trí đặt trạm biến áp trạm phân phối tủ phân phối tủ động lực nhằm tiết kiệm chi phí giảm tổn thất lưới điện Tâm phụ tải cịn giúp công tác quy hoạch phát triển nhà máy tương lai nhằm có sơ đồ cung cấp điện hợp lý tranh lãng phí đạt tiêu kỹ thuật nhưn mong muốn.Tâm phụ tải điện điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu n  Pl i i min Trong đó: Pi li cơng suất khoảng cách phụ tải thứ i đến tâm phụ tải b) Tính toạ độ tâm phụ tải nhà máy Tâm qui ước phụ tải nhà máy xác định điểm M có toạ độ xác định M(X0.Y0) theo hệ trục toạ độ xOy SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 10 Đồ án môn học cung cấp điện F chọn ≥ Fmin GVHD: TS Phạm Mạnh Hải B N I ' ' × √ t c +T kck √ = ≈ (mm ) C C Trong đó: • tc = 0.2s :là thời gian tồn ngắn mạch • Tkck = 0.05s :là số thời gian tắt dần thành phần khơng chu kỳ • Bn : xung lượng dịng ngắn mạch • C: hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn.dây AC có C=88A2.s/mm2 Khi ngắn mạch xa nguồn thì: I ' ' =I ∞ =I N =7 34 (kV ) Vậy tiết diện nhiệt ổn định dây dẫn : F min= √ BN ≈ I ' ' × √ t c +T kck = 7340 × √ 0.2+0.5 =6978(mm2 ) C C 88 Tiết diện dây dẫn chọn thỏa mãn điều kiện Fchọn = 150 (mm2) >Fmin = 69.78 (mm2) Vậy ta chọn tiết diện dây AC-150 Kiểm tra tiết diện cáp chọn theo điều kiện ổn định nhiệt F ≥ α × I ∞ × √ t qđ ( mm2) Trong đó: • α hệ số nhiệt vối đồng α =6 • tqđ thời gian quy đổi với ngắn mạch trung hạ áp cho phép lấy tqđ=tc (thời gian cắt ngắn mạch) với tc=(0.5 ÷ 1)s Chọn tqđ = 0.5 • I ∞ dịng điện ngắn mạch ổn định Vì cáp chọn để truyền tải từ TBATT tới BAPX có tiết diện 35 mm nên ta cần kiểm tra cáp có dịng ngắn mạch lớn nhất.Đó tuyến cáp Nguồn-TBATT có dòng ngắn mạch lớn IN = 7.53 (kA) F ≥ α × I ∞ × √t qđ =6 ×7 34 × √0 5=31.14 (mm2 ) Mà cáp chọn có tiết diện 35 mm2 > Fmin = 31.14 (mm2)  Cáp chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt * Thanh - Thanh góp hay gọi thanh dẫn Được dùng tủ động lực tủ phân phối hạ áp tủ máy cắt trạm phân phối nhà trời Với tủ cao trung hạ áp trạm phân phối nhà thường dùng góp cứng trạm ngồi trời dùng góp mềm Thanh góp nơi nhận điện từ nguồn cung cấp đến phân phối điện cho phụ tải tiêu thụ Thanh góp phần tử thiết bị phân phối - Điều kiện chọn kiểm tra góp theo tài liệu cung cấp điện tiến sĩ Ngơ Hồng Quang ta có: điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page 39 Đồ án mơn học cung cấp điện I cp ≥ I đm= S tt √ 3× U đm = GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 12148.13 =318 8( A) √ × 22 - Dự định chọn đồng chọn Jkt = 2.1 (A/mm2) - Tiết diện cần thiết F tc= I 318 = =151 81( A ) J kt Vậy chọn 60x6 = 360 mm2 * Kiểm tra điều kiện ổn định động: Chọn khoảng cách sứ l= 130 (cm) khoảng cách pha a = 60 (cm) - Momen chống uốn: b× h2 ×0 62 = =0 36(cm ) 6 - Lực tính tốn tác động dịng ngắn mạch: l 130 F tt =1.76 ×10−2 × ×i 2xk =1.76 ×10−2 × × 18.682=13.3(kG) a 60 - Momen uốn tính tốn : Ftt ×l 13.3 ×130 M= = =172.982(kG) 10 10  Ứng suất tính tốn M 172.982 kG kG σ tt = = =480.5 1000(A) Từ điều kiện  Vậy máy cắt thỏa mãn * Lựa chọn kiểm tra dao cách ly: 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 dưõng lưới điện Dao cách ly cắt đóng không tải máy biến áp công suất máy không lớn Cầu dao chế tạo cấp điện áp Ta dùng chung loại dao cách ly cho tất trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm lắp đặt thay Dao cách ly chọn theo điều kiện sau: - Điện áp định mức: U đmDCL ≥ U đmLĐ =22(kV ) - Dòng điện định mức: I đmDCL ≥ I cb =2× I ttnm =2 ×318.8=637.6( A) Bảng 4.4: Bảng thông số kỹ thuật dao cách ly 3DC Uđm (kV) Iđm (A) Int (kA) INmax (kA) 22 630 35 40-80 Trang 129-SỔ Tay Tra Cứu Lựa Chọn Thiết Bị Từ 0.4kV ^ 500kV -TS.Ngô Hồng Quang NXB Khoa học Kỹ Thuật 2002 * Lựa chọn kiểm tra cầu chì: Cầu chì thiết bị có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện có dịng điện lốn trị số cho phép qua Vì chức cầu chì bảo vệ tải ngắn mạch Trong lưối điện áp cao( >1000 V) cầu chì thường dùng vị trí sau: SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page 41 Đồ án mơn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảo vệ máy biến áp đo lường cấp điện áp.Kết hợp vối 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 điện áp trung áp cao thường sử dụng loại cầu chì ống.Cầu chì chọn theo điều kiện sau: • Điện áp định mức: UđmCC> UđmLĐ = 22(kV) • Dịng điện định mức: Iđm CC>Icb (A) • Dịng điện cắt định mức: Iđm>IN Icb: dòng điện cưỡng xác định phụ thuộc vào số lượng máy biến áp Nếu trạm máy : 25 × SđmB I cb=1 25× I đmB= √ ×U đm Nếu trạm máy thì: × S đmB I cb=1 × I đmB = √ ×U đm Do giá thành cầu chì khơng đắt nên ta chọn cầu chì cao áp loại dựa điều kiện chọn cầu chì vối dòng cưỡng lốn kiểm tra lại theo điều kiện hóa học tất TBA lắp đặt MBA Ta có: Với trạm biến áp B1 B4 có SđmB = 1600(kVA) ×1600 I đm CC ≥ I max = =58 78( A) 22 √ Chọn cầu chì cao áp loại 3GD1 416-4B Siemens chế tạo có thơng số sau: Bảng 4.5: Thơng số cầu chì TBA B1 B4 UđmCC Iđm cc Icắtmin Icắt N Loại Trang 122-Sổtay thiết bị điện tử 0.4Hồng Quang NXB 3GD1 413-4B kV A A kA 24 63 432 31.5 lựa chọn tra cứu 500 kV-TS.Ngơ Khoa Học Kỹ Thuật 2002 - Tính tốn tương tự ta có kết chọn thơng số cầu chì cao áp TBA bảng : Bảng 4.6: Bảng thơng số cầu chì TBA imax (A) 58.78 Loại cầu chì B1 SđmB (kVA) 1600 3GD1 413-4B UđmCC (kV) 24 B2 1800 73.48 3GD1 416-4B 24 B3 1800 73.48 3GD1 416-4B 24 TBA SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 42 IđmCC (A) 63 IcắtNmin (A) 432 IcắtN (kA) 31.5 80 475 31.5 80 475 31.5 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải B4 1600 58.78 3GD1 413-4B 24 63 432 31.5 B5 750 27.55 3GD1 406-4B 24 32 270 31.5 B6 75 2.755 3GD1 404-4B 24 20 62 40 Trang 122-SỔ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện tử 0.4 - 500 kV -TS.Ngô Hồng Quang NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2002 * Lựa chọn Aptomat kiểm tra: Cấp điện áp lựa chọn aptomat cấp điện áp hạ áp 0.4 kV  Aptomat thiết bị đóng cắt hạ áp có chức bảo vệ tải ngắn mạch Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn tin cậy an tồn đóng cắt đồng thời ba pha khả tự động hoá cao nên Aptomat dù đắt tiền ngày sử dụng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp lưới điện chiếu sáng sinh hoạt  Aptomat tổng Aptomat phân đoạn Aptomat nhánh dùng Aptomat hãng Merlin Gerin chế tạo  Aptomat chọn theo điều kiện sau: - Đối với Aptomat tổng Aptomat phân đoạn - Điện áp định mức: Uđm.A> Uđm.m= 0.38(kV) - Dòng điện định mức: k qtbt × S đm B I đm A ≥ I lvmax = √ ×U đm m - Với trạm biến áp B1 B4 có SđmBA = 1600(kVA) k qtbt × S đm B × 1600 I đm A ≥ I lvmax = = =3403 33 (A ) √ ×U đm m √ 3× 38  Chọn ATM loại M40 hang Merlin Gerin chế tạo có thơng số sau: Bảng 4.7: Bảng thơng số ATM TBA B1 B4 Uđm Iđm Icắt đm Loại V A kA M40 690 4000 75 Trang 150-Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện tử 0.4 - 500 kV-TS.Ngô Hồng Quang NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2002 Tính tốn tương tự ta có kết chọn thơng số ATM tổng ATM phân đoạn TBA bảng sau: SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page 43 Đồ án mơn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảng 4.8: Bảng thông số ATM TBA TBA SđmB Imax (kVA) (A) Loại ATM Uđm Iđm (V) A Icắtđm (kA) B1 1600 3403.33 M40 690 4000 75 B2 1800 3828.74 M40 690 4000 75 B3 1800 3828.74 M40 690 4000 75 B4 1600 3403.33 M40 690 4000 75 B5 750 1595.3 M16 690 1600 40 B6 75 159.53 M08 690 800 40 Trang 150-Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện tử 0.4 - 500 kV-TS.Ngô Hồng Quang NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2002  Lựa chọn kiểm tra máy biến dòng điện BI: Máy biến dịng điện BI có chức biến đổi dịng điện sơ cấp xuống 5A ( 1A 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hoá bảo vệ rơle BI chọn theo điều kiện sau:  Điện áp định mức: Uđm.BI  Uđm.m = 22 kV  Dòng điện sơ cấp định mức phải lớn dòng điện làm việc lớn mạng: Iđm-BI ≥ Ilv-max = 637.6 (A) Bảng 4.9 : Bảng thông số lựa chọn BI Uđm Iđm Ixkick Iôđđông Thông số kỹ thuật (kV) (A) (kA) (kA) SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 44 4MA74 24 5/2500 A 80 120 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải  Chọn máy biến áp đo lường BU: Căn vào đặc điểm hệ thống tài liệu Cung cấp điện TS Trần Quang Khánh ta chọn máy biến điện áp ba pha năm trụ loại 4MS34 Siemens chế tạo để kiểm tra cách điện máy biến áp ba pha trung tính cách ly cấp 22KV Các điều kiện sau cần phải thỏa mãn:  Máy biến điện áp phải có điện áp định mức với điện áp danh định mạng Uđm = 22KV  Cấp xác thiết bị: 0.5  Thông số BU chọn bảng sau: Bảng 4.10 : Bảng thông số lựa chọn BU Thông số kỹ thuật BU Uđm (kV) 4MS34 22 KV U1đm (kV) 22/ U2đm (V) Cấp xác thiết bị Tải định mức (VA) 100/ 0.5 400 Sơ đồ đấu nối TBA SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 45 Đồ án môn học cung cấp điện SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Page 46 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN BÙ HỆ SỐ CƠNG SUẤT 5.1 Tính tốn bù hệ số cơng suất phản kháng để nâng lên giá tri cos2 =  Vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm điện xí nghiệp cơng nghiệp có ý nghĩa lớn đối vối kinh tế xí nghiệp tiêu thụ khoảng 55% tổng số điện sản xuất Hệ số công suất cosy tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý tiết kiệm hay không Nâng cao hệ số công suất cosy chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu cao trình sản xuất phân phối sử dụng điện  Phần lớn thiết bị tiêu dùng điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng công suất biến thành nhiệt thiết bị dùng điện cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất từ hố máy điện xoay chiều khơng sinh cơng Q trình trao đổi cơng suất phản kháng náy phát hộ tiêu dùng điện qúa trình dao động Mỗi chu kỳ dịng điện Q đổi chiều bốn lần giá trị trung bình Q 1/2 chu kỳ dịng điện khơng Việc tạo cơng suất phản kháng khơng địi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp quay máy phát điện Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện không thiết phải lấy từ nguồn Vì để tránh truyền tải lượng Q lớn đường dây người ta đặt gần hộ tiêu dùng điện máy sinh Q (tụ điện máy bù đồng ) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải làm gọi bù công suất phản kháng Khi bù công suất phản kháng góc lệch pha dịng điện điện áp mạch nhỏ hệ số công suất cosv mạng nâng cao P Q góc V có quan hệ sau: P φ=arctg Q  Khi lượng P không đổi nhờ có bù cơng suất phản kháng lượng Q truyền tải đường dây giảm xuống góc V giảm kết cosv tăng lên Hệ số công suất cosv nâng cao lên đưa đến hiệu sau: • Giảm tổn thất cơng suất tổn thất điện mang điện • Giảm tổn thất điện áp mạng điện • Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp • Tăng khả phát máy phát điện  Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos: • Nâng cao hệ số cơng suất cosv tự nhiên: tìm biện pháp để hộ tiêu thụ điện giảm bớt lượng công suất phản pháng tiêu thụ như: hợp lý hố q trình sản xuất giảm thời gian chạy không tải động thay động thường xuyên làm việc non tải động có cơng suất hợp lý Nâng cao hệ số công suất cosv tự nhiên có lợi đưa lại hiệu kinh tế lâu dài mà đặt thêm thiết bị bù • Nâng cao hệ số cơng suất cos biện pháp bù công suất phản kháng Thực chất đặt thiết bị bù gần hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 47 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải chúng nhờ giảm lượng CSPK phải truyền tải đường dây theo yêu cầu chúng  Xác định dung lượng bù cần thiết: Dung lượng bù cần thiết cho xí nghiệp xác định theo cơng thức sau: Q bù=Pttnm ×(tg φ1−tg φ2 ) Trong đó: • Pttnm :Phụ tải tính tốn tác dụng nhà máy(kW).Pttnm= 7401.73 (kW) • 1:góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù.cos1=0.616 => tg1=1.28 • 2:góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước bù.cos2=0.9 => tg2=0.48 Với nhà máy thiết kế ta tìm dung lượng bù cần thiết: Q bù=Pttnm × ( tgφ1−tgφ2 ) =7401.73× ( 1.28−0.48 )=5921.38(kVAr)  Phân bố dung lượng cho trạm biến áp phân xưởng: Từ trạm phân phối trung tâm máy biến áp phân xưởng mạng liên thông gồm nhánh có sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn sau:  Cơng thức tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh mạng hình tia: (Q −Qb ) Qbi =Qi− ttnm Rtd Ri Trong : • Qbi: cơng suất phản kháng cần bù đặt phụ tải thứ i.(kVAr) • Qi : cơng suất tính tốn phản kháng ứng vối phụ tải thứ i.(kVAr) • Qb : cơng suất bù tồn nhà máy.Qb = 5921.38(kVAr) • Qttnm :phụ tải tính tốn phản kháng tồn nhà máy.Qttnm = 9278.59 (kVAr) • Ri: điện trở nhánh thứ i (H) Ri =RB + RC Ω • RB: điện trở máy biến áp với R B= ∆ P N U 2đmB n S đmB • RC :điện trở đường cáp với r0 L RC = Ω n Rtđ = Ω 1 + +…+ R1 R2 Rn Để tính tốn ta có bảng số liệu cụ thể sau.Tính điện trở cao áp 22kV SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 48 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảng 5.1 :Bảng tính tốn điện trở Tên nhánh PPTT-B2  Loại cáp F (mm2) L(m) Số Lộ Rc (fi) 0.0511 XPLE 35 42.47 PPTT-B3 XPLE 35 2 0.0517 PPTT-B4 XPLE 35 66.45 0.0691 PPTT-B5 XPLE 35 50.3 0.0822 B4-B6 XPLE 35 55.27 0.0967 B5-B1 XPLE 35 35.03 0.1059 Tính điện trở máy biến áp: ∆ P N U 2đmB R B= n S 2đmB Trong đó: • A PN : tổn thất cơng suất ngắn mạch (kW) • UđmB : điện áp định mức MBA (kV) • SđmB : cơng suất định mức MBA (kVA) • n : số MBA Bảng 5.2: Bảng tính tốn điện trở RB Trạm Số SđmB (kVA) Pn Biến Áp MBA 1600 15.7 B1 1800 18.11 B2 1800 18.11 B3 1600 15.7 B4 750 6.68 B5 75 1.25 B6  Tính điện trở nhánh : SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 49 rb 1.48 1.35 1.35 1.48 2.87 53.78 Đồ án môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Bảng 5.3: Bảng tính toán điện trở nhánh Đường cáp PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 PPTT-B5 B4-B6 B5-B1    rb Rc R=Rb+Rc 1/R 1.48 1.35 1.35 1.48 2.87 53.78 0.0111 0.0005 0.0174 0.0132 0.0145 0.0092 1.4911 1.3505 1.3674 1.4932 2.8845 53.7892 0.671 0.74 0.731 0.67 0.347 0.019 0.315 Rtđ Điện trở tương đương toàn mạng cao áp: Rtđ = 1 + +…+ R1 R2 Rn Từ số liệu bảng 6.3 công thức  Điện trở tương đương Rtđ = 0.315 Ω Xác định dung lượng bù tối ưu cho nhánh : Q bi =Q i− ( Qttnm −Qb ) Rtd ( kVAr) Ri Công suất phản kháng tính tốn Qi phụ tải: • Q1 = QttpxB1 = 1986.9 (kVAr) • Q2 = QttpxB2 =2590.8(kVAr) • Q3 = QttpxB3 =2296.6(kVAr) • Q4 = QttpxB4 =1710.8(kVAr) • Q5 = QttpxB5 = 807.7(kVAr) • Q6 = QttpxB6 = 88.5(kVAr) Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho nhánh ta có bảng kết dung lượng bù cho nhánh sau : Bảng 5.4: Bảng tính tốn bù công suất phản kháng cho nhánh Đường cáp Ri (p) PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 1.4911 1.3505 1.3674 SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Qi (kVAr) 2590.8 2296.6 1710.8 Qttnm (kVAr) Qb (kVAr) Rtd (p) 9278.59 5921.38 0.315 Page 50 Qbi (kVAr) 2198.1 1862.95 1282.52 Đồ án môn học cung cấp điện PPTT-B5 B4-B6 B5-B1 1.4932 2.8845 53.7892 GVHD: TS Phạm Mạnh Hải 807.7 88.5 1986.9 415.52 114.53 1976.01 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 cụ thể vối trạm biến áp ghi bảng : Bảng 6.5: Bảng kết tính tốn đặt tụ bù cos ip BAPX Số Qbi Qtu Tên trạm Qi (kVAr) Loại tủ lượng (kVAr) (kVAr) (chiếc) 2590.8 B1 2198.1 DLE-3H75K6S 75 2296.6 B2 1862.95 DLE-3H75K6S 75 1710.8 B3 1282.52 DLE-3H75K6S 75 807.7 B4 415.52 DLE-3H75K6S 75 88.5 B5 114.53 DLE-3H75K6S 75 12 1986.9 B6 1976.01 DLE-3H75K6S 75 Tổng 47 Trang 283-Sách Giáo trình Cung Cấp Điện-TS.Ngơ Hồng Quang NXB Giáo dục Việt Nam 2012  coscủa nhà máy sau đặt thiết bị bù: +Tổng lượng công suất tụ bù : Qtụ bù = 75×47= 3525 (kVAr) + Lượng công suất phản kháng truyền lưới cao áp nhà máy sau bù Q = Qttnm - Q tụ bù= 8043.72 – 3525 = 4518.72 (kVAr) +Hệ số công suất nhà máy sau bù: Q 4518.72 tan φ = = =0.72 → cosφ =0.96 P 6294.5  Kết luận: Theo quy định EVN hệ số cơng suất u cầu hệ thống tram biến áp nguồn cos≥ 0.9 Sau lắp đặt bù cho lưới hạ áp nhà máy hệ số công suất cos nhà máy đạt yêu cầu 6.2 Đánh giá hiệu bù  Ta có hệ số công suất trước bù công suất phản kháng: cos1 = 0.616  Sau thực bù công suất phản kháng hệ số công suất hệ thông trạm nguồn: cos = 0.96 thỏa mãn yêu cầu đơn vị cung cấp điện  Việc bù công suất phản kháng mang lại hiệu sau: SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page 51 Đồ án mơn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải  Giảm tổn thất công suất ổn định điện áp truyền tải tăng khả tải đường dây Mặt khác khơng đảm bảo hệ số cơng suất nhà máy phải trả thêm tiền điện theo quy định nhà cung cấp tiêu thụ nhiều công suất phản kháng  Việc tính tốn bù cơng suất phản kháng thỏa mãn yêu cầu đặt SV thực hiện: Bùi Hồng Minh Page 52 Đồ án mơn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Tài liệu tham khảo - Sổ Tay Tra Cứu Lựa Chọn Thiết Bị Từ 0.4kV -500kV -TS.Ngô Hồng Quang NXB Khoa học Kỹ Thuật 2002 - Giáo trình Cung Cấp Điện-TS.Ngô Hồng Quang NXB Giáo dục Việt Nam 2012 - Giáo trình Cung Cấp điện – Trần Quang Khánh NXB khoa học kỹ thuật 2014 - Bài tập cung cấp điện –Trần Quang Khánh NXB khoa học kỹ thuật SV thực hiện: Bùi Hoàng Minh Page 53 ... môn học cung cấp điện GVHD: TS Phạm Mạnh Hải Thiết Kế Cung Cấp Điện Bài 11B Sinh Viên: Bùi Hoàng Minh Lớp: Đ9H1 Thời gian thực hiện: Tháng năm 2018 Dữ Kiện: Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp. .. thất điện C  =1500 đ/kWh; Tổn thất điện áp cho phép mạng điện tính từ nguồn (điểm đấu điện) la ∆Ucp =5% Các số liệu khác lấy phụ lục sổ tay thiết kế điện Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp( ... chọn cấp điện áp truyền tải cho xí nghiệp Uđm = 22 kV 2.2 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm  Các xí nghiệp cơng nghiệp hộ tiêu thụ điện tập trung công suất lớn Điện cấp cho xí nghiệp