Thiết kế hệ thống cấp điện tối ưu cho nhà máy luyện kim đen
MỤC LỤC
BAN QUẢN Lí VÀ PHềNG THÍ NGHIỆM
Tâm phụ tải được xác đinh phỉ thoả mãn mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu tức. Xi,Yi,Zi ,Si toạ độ và công suất của phụ tải thứ i Trong công thức trên toạ độ z it được chú ý!. Ta bỏ qua không tính tới tọa độ Z của phụ tải vi nhà máy đặt trên mặt đất.
CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP CẤP CHO NHÀ MÁY Ta có công thức kinh nghiệm
PHƯƠNG ÁN 1 :ĐẶT 7 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG Để
*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. Do khi xảy ra sự cố ta cắt bớt phụ tải loại III của phân xưởng cán nguội và toàn bộ phụ tải của phòng thi nghiệm và ban quản lý. *Trạm biến áp B5 :Cấp điện cho phụ tải0.4kV cho phân xưởng tôn,phân xưởng sửa chữa cơ khí ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song.
PHƯƠNG ÁN 2:ĐẶT 6 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG Để
Đưa đường dây 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng.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 đọ truyền tải của mạng .Nhưng nhược điểm của phương án này là đọ tin cậy cung cấp điện khôngcao ,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. 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. 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 thuận lợi 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 cấp điện 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 PHÂN PHỐI TRUNG TÂM.
BẢN THIẾT KẾ CHI TIẾT PHƯƠNG ÁN ĐÃ CHỌN 4.5.1:Chọn dây dẫn từ lưới phân phối tới trạm PPTT
• Từ bảng so sánh ta thấy phương án 1 và 2 có vốn đầu tư và tổn thất điện năng lớn hơn phương án 3 và 4 do đó ta loại bỏ hai phương án này .Trong hai phương án 3 và 4 ta thấy phương án 4 có vốn đầu tư nhỏ tổn thất điện năng ít hơn phương án 3 vậy ta chọn phương án 4 làm phương án thiết kế. Tính toán ngắn mạch là điều kiện để kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn khi có ngắn mạch trong hệ thống .Dòng điện ngắn mạch để tính toán lựa chọn khí cụ điện là dòng điện ngắn mạch 3 pha .Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp do không biết cấu trúc cụ thể của lưới điện quốc gia lên cho phép tính gần đúng điện kháng lưới điện hệ thống thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm phân phối trung tâm và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn. Ni (i=1…7) điểm ngắn mạch phía cao áp các trạm biến áp phân xưởng dùng để kiểm tra cáp và thiết bị cao áp của trạm.
Cầu chì là thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện lớn quá trị số dòng điện cho phép đi qua. Cầu chì được chế tạo nhiều kiểu, ở nhiều cấp điện áp khác nhau , ở cấp điện áp trung và cao áp thường sử dụng loại cầu chì ống. Do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy an toàn, đóng cắt đồng thời ba pha và khả năng tự động hoá cao, nên áptômát dù đắt tiền nhưng vẫn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện chiếu sáng sinh hoạt.
Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lí và vận hành. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông. Tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng.
Tuy nhiên, giá thành của tủ sẽ đắt hơn khi dùng cầu dao cầu chì, song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO TỦ PHÂN PHỐI
Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 6 áptômát nhánh cấp điện cho 5 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng. Các áptômát được chọn theo điều kiện tương tự như đã trình bày trong mục trước, kết quả được ghi trong bảng.Kết quả về Itt của các nhóm máy với các tủ động lực tương ứng được tính ở chương II. Các đường cáp từ tủ phân phối (TPP) đến các tủ động lực(TĐL) được đi trong rãnh cáp nằm dọc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng.Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép, kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch.
Do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện kiểm tra phối hợp với thiết bị bảo vệ của cáp ,khi bảo vệ bằng áptômát. Tính ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để kiểm tra cáp và áptômát.
Khi tính ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B3là nguồn (được nối với hệ thống vô cùng lớn ) vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi khi ngắn mạch, ta có IN = I’’ = I∞.Giả thiết này sẽ làm cho dòng ngắn mạch tính toán được sẽ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó có thể giữ được điện áp trên thanh cái của TBAPP không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA. Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn làm việc tốt. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn, việc tính toán cũng tiến hành tương tự.
A3 là áptômát đặt ở đầu và cuối đường cáp C2 nhận điện từ tủ phân phối cấp điện cho tủ động lực 3 .Tủ động lực 3 có dòng tính toán lớn nhất nên khả năng xảy ra sự cố là nặng nề nhất.
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG CÁC TỦ ĐỘNG LỰC VÀ DÂY DẪN ĐẾN CÁC THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG
Các áptômát tổng của tủ động lực có thông số tương tự như các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phối
Icp – dòng điện phát nóng cho phép tương ứng với từng loại cây Knc lấy bằng 1. Và kiểm tra thiết bị bảo vệ của cáp khi bảo vệ bằng ấptômát Icp ≥. Các áptômát và các đường cáp khác được chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng 4.4.
Do công suất của các thiết bị không lớn và đều được bảo vệ bằng áptômat nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng để kiểm tra thiết bị theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Kết quả chọn aptômát trong các tủ động lực và cáp đến các thiết bị. Kết luận: mạng điện hạ áp đã thiết kế thoả mãn yêu cầu về cung cấp điện, các thiết bị lựa chọn trong phương án đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và có tính khả thi cao.
TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY.
CHỌN THIẾT BỊ BÙ
Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu thụ điện để cung công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm được lượng lớn công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây.
TPPTT
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHUNG
Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân xưởng gồm một áptômát tổng ba pha bốn cực và 10 áptômát nhánh một pha hai cực để cấp cho10 dãy đèn mỗi dãy có 5 bóng.
