Trước khi vạch các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp phù hợp cho đường dây truyền tải từ hệ thống về nhà máy. Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải:
kV Trong đó:
P- công suất tính toán của nhà máy.
l- khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km). Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy là: kV
Từ kết quả tính toán trên ta chọn cấp điện áp 35 kV từ hệ thống cho nhà máy. Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của phân xưởng có thể đưa ra các phương án cung cấp điện.
II.1-Phương án về các trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp được chọn theo nguyên tắc sau:
1) Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu sau: gần tâm phụ tải, thuận tiện cho việc vận chuyển lắp đặt, vận hành, sửa chữa MBA an toàn và kinh tế.
2) Số lượng các MBA 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, thuận lợi cho việc vận hành. Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt hai máy biến áp, hộ loại III có thể đặt một máy biến áp.
3) Dung lượng các máy biến áp được chọn theo điều kiện:
và kiểm tra theo điều kiện sự cố 1 MBA ( Trong trạm có nhiều hơn một máy biến áp).
Trong đó:
n-số máy biến áp 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 thoả 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 một máy biến áp 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 biến áp trong trạng thái làm việc bình thường. Giả thiết trong phụ tải loại I có 30% 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 sửa chữa và kiểm tra định kỳ.
1. Phương án I: Đặt 5 trạm biến áp phân xưởng.
- Tạm B1: cấp điện cho kho củ cải đường và kho than. - Trạm B2: cấp điện cho trạm bơm và phân xưởng SCCK. - Trạm B3: cấp điện cho phân xưởng thái và nấu củ cải đường. - Trạm B4: cấp điện cho bộ phận cô đặc và kho thành phẩm. - Trạm B5: cấp điện cho phân xưởng tinh chế.
Chọn dung lượng các máy biến áp:
* Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải 0,4 kV cho kho củ cải đường và kho than. Trạm đặt một máy làm việc:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 1000 kVA.
* Trạm biến áp B2: Cấp điện cho trạm bơm và phân xưởng SCCK. Trạm đặt 1 máy làm việc:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=750 kVA.
* Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phân xưởng thái và nấu củ cải đường. Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=320 kVA.
Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc¬ chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của phân xưởng số 2 sau khi cắt bỏ 30% phụ tải không quan trọng trong phân xưởng:
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy biến áp S¬đm = 320 kVA là hợp lý.
* Trạm biến áp B4: Cấp điện cho bộ phận cô đặc và kho thành phẩm. Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=400 kVA.
Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc¬ chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của bộ phận cô đặc sau khi cắt bỏ 30% phụ tải không quan trọng trong phân xưởng, còn kho thành phẩm là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể ngừng cung cấp điện:
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy biến áp S¬đm = 400 kVA là hợp lý. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Trạm biến áp B5: Cấp điện cho phân xưởng tinh chế. Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song:
Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc¬ chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của phân xưởng tinh chế sau khi cắt bỏ 30% phụ tải không quan trọng trong phân xưởng:
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy biến áp S¬đm = 400 kVA là hợp lý. 2. Phương án II: Đặt 4 trạm biến áp là:
- Trạm B1: cấp điện cho kho củ cải đường và kho than. - Trạm B2: cấp điện cho trạm bơm và phân xưởng SCCK. - Trạm B3: cấp điện cho phân xưởng thái và nấu củ cải đường.
- Trạm B4: cấp điện cho bộ phân cô đặc phân xưởng tinh chế và kho thành phẩm.
Chọn dung lượng các máy biến áp:
* Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phụ tải 0,4 kV cho kho củ cải đường và kho than. Trạm đặt một máy làm việc:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 1000 kVA.
* Trạm biến áp B2: Cấp điện cho trạm bơm và phân xưởng SCCK. Trạm đặt 1 máy làm việc:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=750 kVA.
* Trạm biến áp B3: Cấp điện cho phân xưởng thái và nấu củ cải đường. Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=320 kVA.
Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc¬ chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của phân xưởng số 2 sau khi cắt bỏ 30% phụ tải không quan trọng trong phân xưởng:
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy biến áp S¬đm = 320 kVA là hợp lý.
- * Trạm biến áp B4: cấp điện cho bộ phân cô đặc phân xưởng tinh chế và kho thành phẩm.Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song:
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=750 kVA.
Kiểm tra dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc¬ chính là công suất tính toán cho phụ tải 0,4 kV của bộ phận cô đặc và phân xưởng tinh chế sau khi cắt bỏ 30% phụ tải không quan trọng trong phân xưởng, còn kho thành phẩm là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể ngừng cung cấp điện:
Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy biến áp S¬đm = 750 kVA là hợp lý. II.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 dung 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 các công trình khác.
• Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành bảo quản thuận lợi 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 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 của phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, nhưng vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ tăng.
Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể chọn lựa một trong các 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 trục giao thông nhà máy, song cũng phải tính đến khả năng phát triển mở rộng sản xuất.
Vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng gần tâm phụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp.
- Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1 ( phương án 1):
Đối với các trạm biến áp khác, tính toán tương tự ta xác định vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân xưởng trong phạm vi nhà máy.
Bảng 3.1- Kết quả xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng PHƯƠNG ÁN TÊN TRẠMVỊ TRÍ ĐẶT TRẠM X01 Y01 PHƯƠNG ÁN I B1 2,47 3,87 B2 5,87 5,8 B3 7,8 1,8 B4 9,8 2,2 B5 10,7 1,8 PHƯƠNG ÁN II B1 2,47 3,87 B2 5,87 5,8 B3 7,8 1,8 B4 10,3 2
II.3- Phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng: II.3.1- Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng
1) Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đưa đường dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện cao áp 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.
2) Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian:
Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp 10 kV cung cấp điện 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 cao hơn. Song phải đầu tư xây dựng TBATG, gia tăng tổn thất trong mạng điện cao áp. Nếu sử dụng phương án này thì phải đặt 2 trạm biến áp trung gian vì nhà máy là hộ loại I. Công suất được chọn theo điều kiện sau:
thị trấn = 2788,69+3125 = 5913,69 kVA kVA
do phụ tải của thị trấn ta không biết được chính xác nên để đảm bảo cung cấp điện ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 3200kVA.
3) Phương án dùng trạm phân phối trung tâm(TPPTT):
Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân phối qua TPPTT. Nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn. Trong thực tế đây là phương án thường sử dụng khi điện áp nguồn không cao (U 35kV), công suất đặt các phân xưởng tương đối lớn.
II.3.2- Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian ( trạm phân phối trung tâm của nhà máy )
Dựa trên hệ trục toạ độ XOY ta đã tự chọn ở chương II có thể xác định được tâm phụ tải điện của nhà máy:
Trong đó :
Sttpx – là phụ tải tính toán của phân xưởng i.
xi , yi – là toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ dã chọn.
Vị trí đặt TBATG hoặc TPPTT có toạ độ (7.07,3.2) theo vị trí nhà xưởng. II.3.3-Lựa chọn các phương án nối dây của mạng cao áp.
Nhà máy thuộc hộ loại I nên đường dây từ trạm biến áp trung gian về trung tâm cung cấp ( trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm ) của nhà máy dùng lộ kép.
Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng hình tia, lộ kép. Sơ đồ này có ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các trạm biến áp phân xưởng đều được cấp điện từ một đường dây riêng nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cao về cung cấp điện, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động hoá và dễ dàng vận hành, để đảm bảo mỹ quan và an toàn, các đường cáp cao áp trong nhà máy đều được đặt trong hào cáp xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ. Từ những phân tích trên có thể đưa ra 4 phương án thiết kế mạng cao áp được trình bày trên hình 3.1.