Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản: - An toàn và liên tục cấp điện.
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới. - Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng.
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
- Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp,...
- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân xưởng.
- Trạm biến áp đặt ở bên ngoài phân xưởng, hay còn gọi là trạm độc lập, được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng, khi cần tránh các nơi, bụi bặm có khí ăn mòn hoặc rung động; hoặc khi không tìm được vị trí thích hợp bên trong hoặc cạnh phân xưởng.
- Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít ảnh hưởng tới các công trình khác.
- Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
1.2. Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp.
1.2.1. Số lượng máy biến áp.
Đối với phân xưởng cơ khí là phụ tải loại II, ta lựa chọn giữa 2 phương án: + Phương án 1: Sử dụng 1 máy biến áp.
+ Phương án 2: Sử dụng 2 máy biến áp.
1.2.2. Chọn dung lượng máy biến áp.
Phương án 1: Sử dụng 1 máy biến áp.
Công suất máy biến áp thỏa mãn điều kiện:
𝑆đ𝑚𝐵𝐴 ≥ 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥 = 359.82 𝑘𝑉𝐴
Chọn máy biến áp 22/0.4 kV có công suất 400 kVA, do công ty Đông Anh sản xuất 𝑆đ𝑚𝐵𝐴 ,
kVA
𝑃0, kW 𝑃𝑘, kW
400 0.433 3.82
Phương án 2: Sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song.
Công suất mỗi máy biến áp thỏa mãn điều kiện: 𝑆đ𝑚𝐵𝐴≥𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥
2 =
359.82
2 = 179.91 𝑘𝑉𝐴
Đồng thời, khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp, có thể cắt giảm một số thiết bị để giảm tải: 1.4 × 𝑆đ𝑚𝐵𝐴 ≥ 𝑆𝑡𝑡𝑠𝑐 = 0.8𝑆 ×𝑡𝑡𝑝𝑥= 0.8 × 359.82 = 287.856 𝑘𝑉𝐴 => 𝑆đ𝑚𝐵𝐴=𝑆𝑡𝑡𝑠𝑐 1.4 = 287.856 1.4 = 205.6 𝑘𝑉𝐴
Lựa chọn máy biến áp 22/0.4 kV có công suất 250 kVA, do công ty Đông Anh sản xuất:
𝑆đ𝑚𝐵𝐴, kVA 𝑃0, kW 𝑃𝑘, kW
1.2.3. So sánhvà lựa chọn phương án tối ưu.
Xét về kỹ thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện: + Đối với phương án 1, khi có sự cố máy biến áp, sẽ phải ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng.
+ Đối với phương án 2, khi có sự cố với 1 máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải gánh toàn bộ phụ tải của phân xưởng.
Để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật, ta cần phải xét đến thiệt hại khi xảy ra sự cố máy biến áp.
Phương án 1:
Vốn đầu tư trạm biến áp:
𝑉𝐵𝐴1 = 𝑚 + 𝑛 × 𝑆đ𝑚𝐵𝐴1= 24.18 + 0.18 × 400 = 96.18 × 106 (đ) Trong đó: m, n – hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA Tổn thất điện năng máy biến áp:
∆𝐴𝐵1 = ∆𝑃0× 8760 + ∆𝑃𝑘 × ( 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥 𝑆đ𝑚𝐵𝐴1) 2 × 𝜏 = 0.433 × 8760 + 3.82 × (359.82 400 ) 2 × 2987.65 = 13028.225 (𝑘𝑊ℎ)
Thiệt hại khi mất điện do có sự cố:
𝑌𝑡ℎ1 = 𝑔𝑡ℎ∗ 𝑃𝑡ℎ∗ 𝑡𝑓 = 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥∗ cos 𝜑 ∗ 𝑡𝑓 ∗ 𝑔𝑡ℎ = 359.82 ∗ 0.86 ∗ 24 ∗ 5000 = 37.13(106đ)
Trong đó: Yth – Thiệt hại do mất điện
Gth – đơn giá thiệt hại do mất điện, đồng/kWh, đối với các xí nghiệp công nghiệp có thể lấy gth = 5000÷7000 đ/kWh.
Pth – công suất thiếu hụt trong thời gian mất điện tf
Tf – thời gian mất điện, đối với trạm biến áp trung gian có thể lấy tf = 12 và với trạm tiêu thụ lấy tf = 24 /năm
Chi phí quy đổi:
𝑍𝐵1 = 𝑝𝐵 × 𝑉𝐵1+ ∆𝐴𝐵1× 𝑐∆+ 𝑌𝑡ℎ
Trong đó: VB – vốn đầu tư biến áp
p – hệ số sử dụng tiêu chuẩn và khấu hao thiết bị (pB =0.125÷0.2 ) ∆𝐴𝐵1 × 𝑐∆ - Chi phí tổn thất điện năng
Phương án 2:
Với phương án 2 thì khi máy còn lại được phép quá tải 40% liên tục trong 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần. Và khi mất điện thì cần thiết phải tắt bớt một số phụ tải không cần thiết để đảm bảo cấp điện tốt hơn.
Vốn đầu tư trạm biến áp:
𝑉𝐵𝐴2 = 1.6 × (𝑚 + 𝑛 × 𝑆đ𝑚𝐵𝐴2) = 1.6(24.18 + 0.18 × 250) = 110.688 × 106 (đ) Tổn thất máy biến áp: ∆𝐴𝐵2 = 2 × ∆𝑃0× 8760 +∆𝑃𝑘 2 × ( 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥 𝑆đ𝑚𝐵𝐴2)2× 𝜏 = 2 × 0.34 × 8760 +2.6 2 × (359.82 250 )2× 2987.65 = 14002.497 Thiệt hại do sự cố mất điện, ta cắt bỏ 20% phụ tải.
𝑌𝑡ℎ1 = 𝑆𝑡𝑡𝑝𝑥∗ cos 𝜑 ∗ 𝑡𝑓 ∗ 𝑔𝑡ℎ= 0.2 ∗ 359.82 ∗ 0.86 ∗ 24 ∗ 5000 = 7.4 ∗ 106đ Chi phí quy đổi:
𝑍𝐵1 = 𝑝𝐵 × 𝑉𝐵1+ ∆𝐴𝐵1× 𝑐∆+Yth = 0.189 × 110.688 × 106+ 14002.5 × 1000 + 7.4 ∗ 10^6 = 42.32 × 106(đ) Phương án Stt, kVA ∆𝑃0, kW ∆𝑃𝑘, kW 𝑉𝐵𝐴, 106 đ A, kWh Z, 106đ 1 400 0.433 3.82 96.18 13028.2 68.34 2 2x250 0.34 2.6 110.688 14002.5 42.32
Tài liệu tham khảo
- Giáo trình điện tử công suất HaUi
- http://www.nuintek.vn/cach-tinh-cong-suat-phan-khang-can-bu.html - https://hnue.edu.vn/Portals/0/TeachingSubject/tungpk/81944728-8123- - https://hnue.edu.vn/Portals/0/TeachingSubject/tungpk/81944728-8123- 4842-96fc-e13fe71c24a5CCD---C-7---Bu-cong-suat-phan-khang.pdf