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 xưởng. Máy BA phân xưởng ta dự định đặt một số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán của các phân xưởng.
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 đường 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.
Các trạm biến áp phân xưởng ta dùng loại trạm kề có một mặt tường giáp với tường của phân xưởng.
Trạm phân phối trung gian 35 kV hoặc trạm biến áp trung gian đặt tại tâm phụ tải của toàn nhà máy.
*/ Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy
Tâm phụ tải của nhà máy được xác định theo công thức :
mm 2 , 37 . mm 63 , 52 . 1 1 0 1 1 0 = = = = ∑ ∑ ∑ ∑ n i n i i n i n i i S Y S Y S X S X (4-4)
Trong đó : Xi,Yi: là toạ độ tâm phụ tải thứ i
X0,Yo:là toạ độ tâm phụ tải của toàn nhà máy
Vởy ta sẽ chọn vị trí ( 52,37) để đặt trạm phân phối trung tâm hoặc trạm biến áp trung gian.
*/ Các phương án cung cấp điện cho nhà máy :
1.Phương án về các trạm biến áp phân xưởng:
Các trạm biến áp được lựa chọn trên các nguyên tắc sau:
+ Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt , vận hành , sữa chữa máy biến áp ; an toàn và kinh tế.
+ Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ tải. Trong mọi trường hợp trạm biến áp đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp không cao. Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp.
+ Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện: n.khc.Sđm ≥Stt
và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA). (n-1). khc.Sđm ≥Stt
Trong đó:
n- số máy biến áp có trong trạm biến áp.
khc- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1.
kqt- hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm , thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93.
Sttsc – công suất tính toán sự cố. Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0,7.Stt
Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế vận hành, sữa chữa và kiểm tra định kỳ.
a/ Phương án 1: Đặt 7 TBA phân xưởng, trong đó:
a.1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải của Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2.
n.khc.SddmB ≥ Stt = 2262,18 kVA SđmB ≥ 2262,182 = 1131,09 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố,
Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3), còn Ban quản lý & phòng thiết kế là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:
n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.(22621,18,4−104,18)
= 1079 kVA.
Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA.
a.2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng cơ khí số 1. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2418,35 kVA
SđmB ≥ 2418,352 = 1209,18 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng cơ khí số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3).
n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.24181,4 ,35
= 1209,18 kVA.
Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA.
a.3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí.
n.khc.SddmB ≥ Stt = 1717,4 kVA SđmB ≥ 1717,42 = 858,7 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1000 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố,
Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3), còn phân xưởng sửa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:
n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.(17171,,44−148,22)
= 784,59 kVA.
a.4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim đen. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2190,42 kVA
SđmB ≥ 2190,422 = 1095,21 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố, Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng luyện kim đen sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.21901,4 ,42
= 1095,21 kVA.
Vậy trạm biến áp B4 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA.
a.5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng rèn và kho vật liệu. n.khc.SddmB ≥ Stt = 2239,65 kVA
SđmB ≥ 2239,652 = 1119,83 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố,
Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng rèn và kho vật liệu sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.(22391,65,4−113,82)
= 1062,92 kVA. Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy biến áp Sđm = 1250 kVA.
a.6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng nhiệt luyện. n.khc.SddmB ≥ Stt = 3107,68 kVA
SđmB ≥ 3107,682 = 1553,84 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1600 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố,
Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng nhiệt luyện sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3).
n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.31071,4 ,68
= 1553,84 kVA.
Vậy trạm biến áp B6 đặt hai máy biến áp Sđm = 1600 kVA.
a.7. Trạm biến áp B7: Cấp điện cho phụ tải của Bộ phận nén khí. n.khc.SddmB ≥ Stt = 1475,49 kVA
SđmB ≥ 1475,492 = 737,75 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 750 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố,
Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho Bộ phận nén khí sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3).
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.14751,4 ,49
= 737,75 kVA.
Vậy trạm biến áp B7 đặt hai máy biến áp Sđm = 750 kVA.
b/Phương án 2: Đặt 6 TBA phân xưởng, trong đó:
b.1. Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải của Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2.
Giống như phương án 1 ta có được S = 1250 kVA
b.2. Trạm biến áp B2: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng cơ khí số 1. Giống như phương án 1, S = 1250 kVA
b.3. Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim màu và phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Giống như phương án 1, S = 1000 kVA
b.4. Trạm biến áp B4: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng luyện kim đen. Giống như phương án 1, S = 1250 kVA
b.5. Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng rèn, Bộ phận nén khí và kho vật liệu.
n.khc.SddmB ≥ Stt = 3692,32 kVA SđmB ≥ 3692,322 = 1846,16 kVA.
Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 2500 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố,
Sttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phân xưởng rèn, bộ phận nén khí và kho vật liệu sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng (30% phụ tải loại 3). Kho vật liệu là phụ tải loại 3 nên có thể tạm ngừng cung cấp điện khi có sự cố.
n.khc.SddmB ≥ Stt sc = 0,7.Stt
SđmB ≥ 0,17,.4Stt =0,7.(36921,32,4−113,82)
= 1789,25 kVA. Vậy trạm biến áp B5 đặt hai máy biến áp Sđm = 2500 kVA.
b.6. Trạm biến áp B6: Cấp điện cho phụ tải của phân xưởng nhiệt luyện. Giống như phương án 1, S = 1600 kVA
2/ Xác định vị trí các trạm biến áp phân xưởng.
Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng:
+ Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác.
+Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao.
+ Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa 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 như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư trạm sẽ bị gia tăng.
Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho người cũng như 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 xuất.
Để lựa chọn được vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cần xác định tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp đó.
* Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1 (phương án 1):cung cấp điện cho Ban quản lý & phòng thiết kế cùng phân xưởng cơ khí số 2.
x01 = ∑ ∑ = = n i i n i i S xi S 1 1 . = 104104,18,.182++21582158,65,65.12 = 11,54 mm. y01 = ∑ ∑ = = n i i n i i S yi S 1 1 . = 104104,18.,1842++21582158,,6565.16 = 17,2 mm Căn cứ vào vị trí của nhà xưởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí M()
Đối với các trạm biến áp phân xưởng khác , tính toán tương tự ta xác định được vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy.
Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng được ghi trong bảng dưới đây:
Phương án Tên trạm Vị trí đặt x0i y0i Phương án 1 B1 11,54 17,2 B2 18 65 B3 47 65,26 B4 40 12 B5 64 10 B6 87 51 B7 106 39 B1 11,54 17,2 B2 18 65 B3 47 65,26 B4 40 12 B5 81,5 21,6 B6 87 51
Bảng 3.2. Tính toán vị trí đặt cho các trạm biến áp phân xưởng Vị trí tính toán để đặt trạm biến được cho ở bảng trên tuy nhiên trong thực tế không đặt theo vị trí như trên mà còn tùy vào vị trí của các phân xưởng trong nhà máy và thẩm mỹ quan của nhà máy mà ta đặt cho hợp lí.
x0i y0i 1 B1 15 18 B2 15 60 B3 46 65 B4 40 18 B5 67 18 B6 81 51 B7 101 50 B1 15 18 B2 15 60 B3 46 65 B4 40 18 B5 67 18 B6 81 51
Bảng 3.3. Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng trên thực tế
3/ Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng.
a. Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: + Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:
Đưa đường dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa điện áp cao vào trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm , giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân xưởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến phương án này.
+ Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (TBATG).
Nguồn 35 kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 10 kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các TBA phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. Song phải đầu tư xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất cho mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hộ loại I nên TBATG phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện:
n.Sđm B ≥ Sttnm =12999,84 kVA. Sđm B ≥ 2 ttnm S = 6499,92 kVA.
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 7500 kVA.
Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố vói giả thiết các hộ trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thế tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết:
(n-1).kqt.Sđm B ≥ Stt sc
Sđm B ≥ 0,71.,S4ttnm
Vậy tại trạm biến áp trung gian sẽ đặt 2 MBA loại: 7500 kVA – 35/10kV.
+ Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT):
Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song