4.1 Chọn dây dẫn từ TBA trung gian về TPPTT
Đường dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm của nhà máy dài 12 km, sử dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.
Với mạng cao áp có Tmax lớn, dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế jkt , tra bảng dây AC có thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất Tmax = 4237,5h, ta có jkt = 1,1 A/mm2 Dịng điện tính tốn chạy trên mỗi dây dẫn là:
I =
ttnm
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95mm2. Tra bảng PL 26 dây dẫn AC-95 có Icp = 335A − Kiểm tra dây theo điều kiện khi xẩy ra sự cố đứt một
dây : Isc = 2.Ittnm =2.90,06 = 180,12 < Icp = 335(A) Vậy dây đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố
− Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép :
Với dây AC-95 có khoảng cách trung bình hình học 3m , tra bảng ta có r0 = 0,3 /km và x0 = 0,3 /km
≤
Dây đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép Vậy ta chọn dây AC-95.
4.2 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX
Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện từ hệ thống về cung cấp cho nhà máy, do đó vấn đề chọn sơ đồ nối dây có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ phải thoã mãn các điều kiện như: Cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, thuận tiện trong vấn đề vận hành và xử lý sự cố, an toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật .
Nhà máy chế tạo máy kéo được xếp vào loại phụ tải loại 1, do đó trạm phân phối trung tâm được cung cấp điện bằng đường dây kép với hệ thống thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai thanh góp bằng máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp có đặt một máy
biến áp đo lường hợp bộ ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất một pha trên cáp 35kV. Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm đặt chống sét van trên các phân đoạn
của thanh góp . Máy biến dịng được đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đối dịng điện lớn (phía sơ cấp ) thành dòng 5A cung cấp cho các thiết bị đo lường và bảo vệ . Chọn dùng các tủ hợp bộ của Siemens, cách điện bằng SF6, khơng cần bảo trì, hệ thống chống sét trong tủ có dịng định mức 1250A Loại máy cắt 8DC11 Cách điện SF^ Iđm (A) 1250 Uđm (V) 24 Icắt 3s (kA) 25
Icắt max (kA) 63
4.3 Tính tốn ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện Tính tốn ngắn mạch phía cao áp
Mục đích của việc tính tốn ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có dịng ngắn mạch 3 pha. Khi tính tốn ngắn mạch phía cao áp, do khơng biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính tốn gần đúng điện kháng ngắn mạch của hệ thống thông qua công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian và coi hệ thống có cơng suất vơ cùng lớn . Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế để tính tốn ngắn mạch được thể hiện trong hình 2.8.
Hình 2.8 - Sơ đồ tính tốn ngắn mạch
Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp các trạm.
Điện kháng của hệ thống dược tính theo cơng thức : XHT=U
(Ω)2
SN
Trong đó SN là cơng suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp trung gian SN = 250 MVA ;U là điện áp của đường dây , U = 1,05. Utb = 1,05.35 = 36,75 kV
Điện trở và điện kháng của đường dây là :
R = r0 .l ; X = x0 . l
Trong đó : r0 , x0 là điện trở và điện kháng trên 1 km đường dây ( /km) l là chiều dài của đường dây Đường cáp TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B3 TBATT-B4 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B8 TBATG - TPPTT
Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá dộ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I nên ta có thể viết như sau :
IN=I''=I= Z U
√3
N
Trong đó: ZN - tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i ( ) U- điện áp của đường dây (kV)
Tính tốn điểm ngắn mạch N1 tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: XHT =U
2 = 36,752 =5,4(Ω)
SN 250
X=Xdd + XHT = 4.57 + 5,04 = 9,61 ( ) I N = U √3 ZN
Tính tốn điểm ngắn mạch N2 (tại thanh cái trạm biến áp B1)
XHT= U 2 SN R1 = Rdd + Rc1= 2,52 + 0,47 = 2,99 ( ) X=Xdd + XHT + Xc1 = 4,57 + 5,4 + 0,045 = 10,02 ( ) I N = U √ 3 .ZN1 ixk =1,8. √2 . I N2=1,8 √2.2,03=5,17(kA) Bảng 3-20: Kết quả tính tốn ngắn mạch Điểm tính tốn N2 tại B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
− Kiểm tra các trung áp theo điều kiện ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra:
Trong
là Ta có
đó:∝ ∝
+ là hệ số nhiệt độ, với cáp nhơm = 12. + I∞ là dịng điện ngắn mạch ổn định (I∞ = IN ). + tqđ là thời gian quy đổi, tqđ = 0,4 s.
+ F là tiết diện của cáp. Ta tính cho đoạn cáp TPPTT-B4 có dịng điện ngắn mạch lớn nhất: IN=2,04 kA.
F=16 mm2 ≥12.2,04 .√0,4=15,48 mm2
Vậy cáp đã chọn cho các tuyến là hợp lý. Lựa chọn các thiết bị phân phối điện khác
❖ Tại trạm trung tâm
B1 được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: Uđm.B1 Uđm.m= 35 kV
Dòng điện sơ cấp định mức:I đmB 1
Chọn BI loại 4ME16, kiểu hình trụ do Siemens chế tạo có các thơng số kỹ thuật như sau:
Loại 4ME16
Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU BU được chọn theo điều kiện sau :
Điện áp định mức :UđmBU Udm.m = 35kV
Ta chọn BU loại 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu trụ do SIEMENS chế tạo có thơng số kỹ thuật như sau:
Loại
4Ms36
Chọn chống sét van Chống sét van chọn theo cấp điện áp: Umạng = 35 kV
Chọn chống sét van loại 3EE1 do SIEMENS chế tạo có các thơng số kỹ thuật sau:
❖ Tạ i trạ m biế n áp ph ân xư ởn g Dùn g một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để thuận tiện
cho việc mua sắm, lắp đặt và sửa chữa. Cầu chì được chọn theo các tiêu chuẩn sau :
+ Điện áp định mức :Udm.CC Udm.m = 35 kV
+ Dòng điện định mức : I đm .cc ≥ I lvmax= k qtbt . SđmBA
=1,3.1600
=34,16( A)
√3 Uđm . m √3 .35
+ Dòng điện cắt định mức : Idm.cắt IN4 = 2,1456 kA (Vì dịng ngắn mạch trên thanh cái của trạm biến áp B5 có giá trị lớn nhất)
Ta chọn loại cầu chì 3GD1 608-5D do Siemens chế tạo với các thông số kỹ thuật như sau:
U đm (kV)
Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp
Ta sẽ dùng một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cách ly được chọn theo các điều kiện sau :
+ Điện áp định mức: Udm.MC Udm.m = 35 (kV)
+ Dòng điện định mức: Idm.MC Ilv.max = 2.Ittnm= 2.90,06 = 180,12 (A) + Dòng điện ổn định động cho phép: idm.d ixk = 5,23 kA
Tra bảng ta chọn dao cách ly 3DC với các thông số kỹ thuật sau:
U đm (kV)
Lựa chọn và kiểm tra áptômát
Áp tô mát tổng, áp tô mát phân đoạn và các áp tô mát nhánh đều do Merlin Gerin chế tạo Áp tômát được lựa chọn theo các điều kiện sau:
+ Điện áp dịnh mức: Udm.A Udm.m = 0,38 (kV) + Dòng điện định mức: Idm.A Ilv max
+Trong đó: I lvmax= k qt . SđmBA √3 Uđm . m Các trạm biến áp B1,B3,B5,B6,B7 có Sđm = 1600 kVA Nên I lvmax= Các trạm biến áp B2 có Sđm = 1250 kVA Nên I lvmax= Nên I lvmax=
Tra bảng ta chọn áp tô mát tổng và áp tô mát phân đoạn do hãng Merlin Gerin như sau:
Tên trạm
B1,B3,B5,B6,B7 B2
B4,B8
Đối với áp tô mát nhánh :
Điện áp định mức: Udm.A Udm.m = 0,38 (kV)
Dịng điện định mức:
Trong đó : n - số áp tô mát nhánh đưa về phân xưởng Kết quả lựa chọn các MCCB nhánh được ghi
CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CỦA NHÀ MÁY
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích là 300 m2 , gồm 36 thiết bị dùng điện ngồi ra xưởng SCCK cịn có 11 thiết bị khơng dùng điện) được chia làm 5 nhóm. Cơng suất tính tốn của phân xưởng là 157,72 kVA; trong đó có 3,6 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sáng. Để cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí (SCCK) ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ trạm biến áp B1 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng. Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 6 áptômát nhánh cấp điện cho 5 tủ động lực và một tủ chiếu sáng. Từ tủ phân phối đến các tủ động lực và chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, các phụ tải có cơng suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ, các phụ tải có cơng suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thơng (xích). Để dễ dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện, tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các aptomat 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 và cầu chì, song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp cơng nghiệp hiện đại.