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

Các phơng pháp tính phụ tải tính toán

Đối với phơng pháp này thì kết quả chỉ gần đúng, vì vậy nó thờng đợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, tính phụ tải các phân xởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tơng đối đều. Từ các phơng pháp xác định phụ tải tính toán đã đợc nêu trên ta thấy rằng các thiết bị dùng điện trong phân xởng dùng điện là 380 V, (U< 1000V) do vậy ta chọn phơng pháp tính theo số thiết bị hiệu quả bởi vì phơng pháp này cho kết quả.

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị của phân xởng sửa chữa cơ khí

+ Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì ta phải cố gắng phân bổ đều các thiết bị đó lên 3 pha của mạng và tính phụ tải tính toán cho nó theo phơng pháp một số phụ tải đặc biệt. Là phụ tải xuất hiện trong khoảng thời gian ngắn từ 1sữ2s nó dùng để kiểm tra dao.

Tính toán công suất chiếu sáng của phân xởng sửa chữa cơ khí

Việc tính toán với các nhóm còn lại đợc tiến hành hoàn toàn tơng tự.

Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xởng

Từ các số liệu tính toán ta thấy quy mô sản xuất của nhà máy là lớn do vậy ta sẽ dự định đặt 1trạm phân phối trung gian 35kV hoặc 1 trạm biến áp trung gian 35/10 kV để phân phối điện áp cho các máy BA phân xởng. Vì đây là nhà máy chế tạo máy kéo do vậy vai trò của nó rất quan trọng trong các lĩnh vực, do đó nó đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cũng rất cao nên mạng điện nối từ trạm biến áp khu vực tới nhà máy ta dùng đờng dây trên không và đi lộ kép và để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm. Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lợng của MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đợc vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thờng.

+ Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xởng có thể dùng loại liền kề có một tờng của trạm chung với tờng của phân xởng nhờ vậy tiết kiệm đợc vốn xây dựng và ít ảnh hởng đến công trình khác. +Trạm lồng cũng đợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xởng vì có chi phí đầu t thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xởng không cao. + Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng nh mạng hạ áp phân xởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất.

Để đảm bảo an toàn cho ngời cũng nh thiết bị , đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuÊt.

Phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng

Dự kiến các phơng án cấp điện cao áp IV/ So sánh kỹ thuật và kinh tế cho các phơng án.

Phơng án I

Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBA ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện ΔUcp. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực. +Khi tính toán vốn đầu t xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành cáp, máy biến áp và máy cắt điện khác nhau giữa các phơng án.

Phơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng. TBATG có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian và hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ TBA khu vực.

Phơng án III

+ Với 6 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đờng cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 10kV cộng thêm hai máy cắt phân. Tơng tự nh phơng án I, và II ta tiến hành chọn cáp cao áp theo mật độ kinh tế của dũng điện jkt.

+ Với 7 TBA , mỗi trạm có hai MBA nhận điện trực tiếp từ hai phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện đặt ở đầu đờng cáp. Vậy trong mạng cao áp của phân xởng ta sử dụng 14 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm một máy cắt phân.

Phơng án IV

Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng. + Mạng cao áp trong phơng án có điện áp 35kV từ TPPTT đến 6 trạm biến áp phân xởng. TPPTT có hai phân đoạn thanh góp nhận điện từ hai máy biến áp trung gian.

Vậy trong mạng cao áp của phân xởng ta sử dụng 12 máy cắt điện cấp điện áp 35kV cộng thêm một máy cắt phân. Nhận xét: Từ những kết quả tính toán cho thấy, phơng án III là phơng án hiệu quả về cả mặt kỹ thuật và kinh tế nhất.

Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn

Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện trực tiếp từ hệ thống về để cung cấp cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hởng lớn và trực tiếp đến việc bảo đảm cung cấp điện liên tục cho phụ tải. Máy biến dòng đợc đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm làm nhiệm vụ biến dòng điện lớn ( sơ cấp ) thành dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn 5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo lờng và bảo vệ. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản cho việc bảo vệ ta lựa chọn phơng thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập ( Aptomat phân đoạn thanh cái hạ áp của 2 máy thờng ở trạng thái cắt) chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptomát phân đoạn để cấp điện của phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp sù cè.

Trong tủ phân phối đặt một aptomat tổng và 8 aptomat nhánh cấp điện cho 7 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc vận hành và quản lý. Để dễ dàng cho việc thao tác và tăng độ tin cậy cung cấp điện, tại mạch các đầu vào và ra của tủ đều đặt các aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ qua tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xởng.

Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối

Lựa chọn MCCB cho tủ phân phối

Các đờng cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực và chiếu sáng đợc đi trong rãnh cáp nằm dọc tờng phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xởng. Cáp đợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch. Icp – Dòng điện phát nóng cho phép, tơng ứng với từng loại dây, từng tiết diện khc – Hệ số hiệu chỉnh, ở đây lấy khc = 1.

Khi tính toán ngắn mạch hạ áp ta coi nguồn cung cấp từ máy biến áp B3 có công suất vô cùng lớn và ngắn mạch là xa nguồn nên IN = I’’=I∞. Kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh góp trạm phân phối trung tâm là không cần thiết vì ta đã chọn thanh góp vợt cấp.

Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân xởng

Không phải kiểm tra aptomat ở đây vì nó cùng loại với aptomat đầu đờng cáp chÝnh. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của. Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết bị tiêu thụ.

Do công suất các thiết bị trong phân xởng không lớn và đều đợc bảo vệ bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn. Kết quả chọn aptomat và cáp từ các tủ động lực tới các thiết bị trong PXSCCK.

Xác định và phân phối dung lợng bù

Xác định dung lợng bù

Công suất tác dụng là công suất biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, còn công suất phản kháng Q là công suất từ hoá trong các máy điện tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi năng lợng.Việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lợng của động cơ sơ cấp kéo máy phát điện. Ngoài ra việc tăng hệ số cosφ còn đa đến hiệu quả làm giảm đợc chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát của các máy phát. Nâng cao hệ số công suất cosφ bằng phơng pháp bù: Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, ta giảm đợc lợng công suất phản kháng truyền tải trên đờng dây do đó nâng cao đợc hệ số công suất cosφ của mạng.

Biện pháp bù không giảm đợc lợng công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm đợc lợng công suất phản kháng phải truyền tải trên đờng dâymà thôi. Trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp thì hệ thống chiếu dáng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lợng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, bảo đảm an toàn lao động và sức khoẻ của ngời lao động.