Đường cỏp F TBATT-B4 TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B5 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B3 B4-PX9
Xỏc định tổn thất điện năng trờn cỏc đường dõy :
Tổn thất điện năng trờn cỏc đường dõy được tớnh theo cụng thức : [kWh]
AD 65,92.1574 103758,1 [kWh]
Xỏc định tổn thất điện năng trong cỏc trạm biến ỏp
Tổn thất điện năng A trong cỏc trạm biến ỏp được tớnh theo cụng thức:
2
A n. P0 .t 1n . Pn . SStt
. kWh
dmB
Trong đú:
n - số mỏy biến ỏp ghộp song song ;
P0, PN - tổn thất cụng suất khụng tải và tổn thất cụng suất ngắn mạch của
MBA
Stt - cụng suất tớnh toỏn của trạm biến ỏp SđmB - cụng suất định mức của mỏy biến ỏp
t - thời gian mỏy biến ỏp vận hành, với mỏy biến ỏp vận hành suốt một năm t = 8760h
- thời gian tổn thất cụng suất lớn nhất. Với Tmax = 5500h ta cú τ = 5904h Tớnh cho Trạm biến ỏp B1
Ta cú: A n. P0
A 2.3,3.8760
Cỏc trạm biến ỏp khỏc cũng dược tớnh toỏn tương tự , kết quả cho dưới bảng Bảng 2.10 Kết quả tớnh toỏn tổn thất điện năng trong cỏc TBA của phương ỏn 1
Tờn trạm B4 B1 B2 B5 B6 B7 B3 TBATT
Tổn thất điện năng trong cỏc TBA:
Chi phớ tớnh toỏn của phương ỏn 1
Khi tớnh toỏn vốn đầu tư xõy dựng mạng điện, ở đõy chỉ tớnh đến giỏ thành cỏc loại cỏp và mỏy biến ỏp khỏc nhau giữa cỏc phương ỏn, những phần giống nhau khỏc đó được bỏ qua khụng xột tới.
Ta cú bảng tớnh toỏn chi phớ vốn đầu tư xõy dựng mạng điện: Bảng 2. 11 Bảng chi phớ vốn đầu tư xõy dựng mạng điện
Thiết bị điện MBA 35/10kV- 5600kV MBA 10/0,4kV- 630kV MBA 10/0,4kV- 750kV MBA 10/0,4kV- 1000kV MBA 10/0,4kV- 1250kV MBA 10/0,4kV- 1600kV MBA 10/0,4kV- 2500kV MBA 35/0,4kV- 250kV MBA 35/0,4kV- 560kV MBA 35/0,4kV- 750kV MBA 35/0,4kV- 1000kV MBA 35/0,4kV- 1250kV MBA 35/0,4kV- 2500kV Cỏp 10kV XLPE 3x16mm2 35
Cỏp 10kV XLPE 3x50mm2 Cỏp 35kV XLPE 3x50mm2 Cỏp 0.6/1kV PVC 3*240 Mỏy cắt 10kV-1250A Mỏy cắt 35kV-1250 Tổng giỏ
Chi phớ tớnh toỏn Z1 của phương ỏn 1 là: Vốn đầu tư:
K1 = 9734 (x106đ)
Tổng tổn thất điện năng trong cỏc trạm biến ỏp và đường dõy:
A1 = AB + AD = 1812032 + 61,13.5904 = 2172943,42 kWh
Chi phớ tớnh toỏn là: Z1 = (avh +atc).K1+ A1.C
= (0,1+0,2). 9734.106+2172943,42.103
= 5093,2.106 (đ)
Tớnh toỏn tương tự cho cỏc phương ỏn cũn lại ta cú cỏc bảng sau đõy: Bảng 2.12 Kết quả tớnh tổn thất trờn cỏc đường dõy PA2
Đường cỏp TBATT-B4 TBATT-B3 TBATT-B1 TBATT-B2 TBATT-B6 TBATT-B7 TBATT-B5 B6-PX9
Bảng 2.13 Kết quả tớnh toỏn tổn thất điện năng trong cỏc TBA của PA2
Tờn trạm B4 B3 B1 B2
B7 B5 TBATT
Bảng 2.14 Kết quả tớnh tổn thất trờn cỏc đường dõy PA3
Đường cỏp F PPTT-B4 PPTT-B3 PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B7 PPTT-B6 PPTT-B5 B5-PX9
Bảng 2.15 Kết quả tớnh toỏn tổn thất điện năng trong cỏc TBA của PA3
Tờn trạm B4 B3 B1 B2 B7 B6 B5
Tổn thất điện năng trong cỏc TBA:
Bảng 2.16 Kết quả tớnh tổn thất trờn cỏc đường dõy PA4
Đường cỏp PPTT-B5 PPTT-B3 PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B6 PPTT-B7 PPTT-B4 B6-PX9
Bảng 2.17 Kết quả tớnh toỏn tổn thất điện năng trong cỏc TBA của PA4Tờn trạm Tờn trạm B5 B3 B1 B2 B6 B7 B4 BẢNG TỔNG KẾT CÁC PHƯƠNG ÁN Cỏc đại lượng Vốn đầu tư (Tr.đ) Tổn thất điện năng (kWh) Hàm chi phớ tớnh toỏn (Tr.đ) Nhận xột: Phương ỏn 1 Phương ỏn 2 9734.2 9930.6 1908250.52 1922131.961 4828.5 4901.3 Phương ỏn 3 Phương ỏn 4 11051.7 10946.5 1245460.152 1139110.074 4561 4423.1
Trong 4 phương ỏn trờn thỡ phương ỏn cú hàm chi phớ tớnh toỏn nhỏ nhất là phương ỏn 4 và phương ỏn cú hàm chi chớ tớnh toỏn lớn nhất là phương ỏn 2. Độ chờnh lệch về chi phớ tớnh toỏn phương ỏn 1 và 4 là 9,7%.
Vậy ta sử dụng phương ỏn 4 để thiết kế mạng điện cao ỏp cho nhà mỏy.
Hỡnh 2.5 Cỏc phương ỏn đi dõy mạng cao ỏp
2.4 Thiết kế chi tiết cho phương ỏn được chọn2.4.1 Chọn dõy dẫn từ TBA trung gian về TPPTT 2.4.1 Chọn dõy dẫn từ TBA trung gian về TPPTT
Đường dõy cung cấp từ trạm biến ỏp trung gian về trạm phõn phối trung tõm của nhà mỏy dài 7 km, sử dụng đường dõy trờn khụng, dõy nhụm lừi thộp, lộ kộp.
Với mạng cao ỏp cú Tmax lớn, dõy dẫn được chọn theo mật độ dũng điện kinh tế jkt, tra bảng dõy AC cú thời gian sử dụng cụng suất lớn nhất Tmax = 5500h, ta cú jkt = 1,1 A/mm2
Dũng điện tớnh toỏn chạy trờn mỗi dõy dẫn là:
I
ttnm
Tiết diện kinh tế là:
Fkt I
ttnm 73,47 66.8mm2
jkt 1,1
Chọn dõy nhụm lừi thộp tiết diện 95mm2. Tra bảng PL VI.1 dõy dẫn AC- 95 cú Icp = 320A
Kiểm tra dõy theo điều kiện khi xẩy ra sự cố đứt một dõy : Isc = 2.Ittnm =2.73,47 = 146,95 < Icp = 320 (A)
Vậy dõy đó chọn thoả món điều kiện sự cố
Kiểm tra dõy theo điều kiện tổn thất điện ỏp cho phộp:
Với dõy AC-95 cú khoảng cỏch trung bỡnh hỡnh học 3,5m, tra bảng ta cú r0 = 0,46 /km và x0 = 0,411 /km
U
U Ucp 5%.Udm 1750 V
Dõy đó chọn thoả món điều kiện tổn thất điện ỏp cho phộp Vậy ta chọn dõy AC-95.
2.4.2 Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và cỏc trạm BAPX
Trạm phõn phối trung tõm là nơi nhận điện từ hệ thống về cung cấp cho nhà mỏy, do đú vấn đề chọn sơ đồ nối dõy cú ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an tồn cung cấp điện cho nhà mỏy. Sơ đồ phải th món cỏc điều kiện như: Cung cấp điện liờn tục theo yờu cầu của phụ tải, thuận tiện trong vấn đề vận hành và xử lý sự cố, an toàn lỳc vận hành và sửa chữa, hợp lý về kinh tế trờn cơ sở đảm bảo cỏc yờu cầu kỹ thuật .
Nhà mỏy chế tạo mỏy cơ khớ nụng nghiệp được xếp vào loại phụ tải loại 1, do đú trạm phõn phối trung tõm được cung cấp điện bằng đường dõy kộp với hệ thống thanh gúp cú phõn đoạn, liờn lạc giữa hai thanh gúp bằng mỏy cắt hợp bộ. Trờn mỗi phõn đoạn thanh gúp cú đặt một mỏy biến ỏp đo lường hợp bộ ba pha năm trụ cú cuộn tam giỏc hở bỏo chạm đất một pha trờn cỏp 35kV. Để chống sột từ đường dõy truyền vào trạm đặt chống sột van trờn cỏc phõn đoạn của thanh gúp . Mỏy biến dũng được đặt trờn tất cả cỏc lộ vào ra của trạm cú tỏc dụng biến đối dũng điện lớn (phớa sơ cấp ) thành dũng 5A cung cấp cho cỏc thiết bị đo lường và bảo vệ .
Chọn dựng cỏc tủ hợp bộ của Siemens, cỏch điện bằng SF6, khụng cần bảo trỡ, hệ thống chống sột trong tủ cú dũng định mức 1250A
Loại mỏy cắt Cỏch điện Idm (A) Udm (kV) Icắt 3s(kA) Icắt nmax (kA)
8DC11 SF6 1250 24 25 63
2.4.3 Tớnh toỏn ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện Tớnh toỏn ngắn mạch phớa cao ỏp điện Tớnh toỏn ngắn mạch phớa cao ỏp
Mục đớch của việc tớnh toỏn ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dõy dẫn được chọn khi cú dũng ngắn mạch 3 pha. Khi tớnh toỏn ngắn mạch phớa cao ỏp, do khụng biết cấu trỳc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nờn cho phộp tớnh toỏn gần đỳng điện khỏng ngắn mạch của hệ thống thụng qua cụng suất ngắn mạch về phớa hạ ỏp của trạm biến ỏp trung gian và coi hệ thống cú cụng suất vụ cựng lớn. Sơ đồ nguyờn lý và sơ đồ thay thế để tớnh toỏn ngắn mạch được thể hiện trong hỡnh 2.6
Hỡnh 2.6 Sơ đồ nguyờn lý và sơ đồ thay thế
Cần tớnh điểm ngắn mạch N1 tại thanh cỏi trạm PPTT để kiểm tra mỏy cắt, thanh gúp và tớnh cỏc điểm ngắn mạch N2 tại phớa cao ỏp trạm BAPX để kiểm tra cỏp và tủ cao ỏp cỏc trạm.
Điện khỏng của hệ thống dược tớnh theo cụng thức:
X
HT
Trong đú SN là cụng suất ngắn mạch về phớa hạ ỏp của trạm biến ỏp trung gian SN = 400 MVA; U là điện ỏp của đường dõy, U = 1,05. Utb = 1,05.35 = 36,75 kV
Điện trở và điện khỏng của đường dõy là: R = r0.l; X = x0.l
Trong đú: r0, x0 là điện trở và điện khỏng trờn 1 km đường dõy ( /km)
l là chiều dài của đường dõy
Bảng 2.18 Thụng số của đường dõy trờn khụng và cỏp
Đường đõy BATG-PPTT PPTT-B1 PPTT-B2 PPTT-B3 PPTT-B4 PPTT-B5 PPTT-B6 PPTT-B7
Do ngắn mạch xa nguồn nờn dũng ngắn mạch siờu quỏ dộ I” bằng dũng điện ngắn mạch ổn định I nờn ta cú thể viết như sau :
I I" I U
N ZN 3
Trong đú: ZN - tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i ( ) U- điện ỏp của đường dõy (kV)
Tớnh toỏn điểm ngắn mạch N1 tại thanh gúp trạm phõn phối trung tõm:
U2 36,752 X HT SN 400 3,376() R = Rdd = 4,6 ( ) X=Xdd + XHT = 1,37 + 3,376 = 4,749 () I N 1,8. i xk
U2 36,752 X HT SN 400 3,376 ( ) R1 = Rdd + Rc1= 3,22 + 0,053 = 3,273 ( ) X=Xdd + XHT + Xc1 = 0,959 + 3,376 + 0,015 = 4,35 ( ) I U N 3ZN1 i xk 1.8. 2.IN 2 1,8. Điểm tớnh toỏn N2 tại B1 B2 B3 B4 B5 B6
Kiểm tra cỏc thiết bị điện đó được sơ bộ chọn ở phần so sỏnh kinh tế - kỹ thuật
Kiểm tra cỏc trung ỏp theo điều kiện ổn định nhiệt Điều kiện kiểm tra:
F . I . tqd Trong đú:
∝ là hệ số nhiệt độ, với cỏp đồng ∝ = 7.
I∞ là dũng điện ngắn mạch ổn định (I∞ = IN). tqđ là thời gian quy đổi, tqđ = 0,4 s.
F là tiết diện của cỏp.
Ta tớnh cho đoạn cỏp TPPTT-B3 cú dũng điện ngắn mạch là lớn nhất: IN=3,192 kA.
Ta cú: F 50mm27.3,192. 0,4 14,13mm2
Vậy cỏp đó chọn cho cỏc tuyến là hợp lý. Lựa chọn cỏc thiết bị phõn phối điện khỏc
Tại trạm trung tõm
BI được chọn theo cỏc điều kiện sau: Điện ỏp định mức:
Chọn BI loại 4ME16, kiểu hỡnh trụ do Siemens chế tạo cú cỏc thụng số kỹ thuật như sau:
Loại
4ME16
Lựa chọn và kiểm tra mỏy biến điện ỏp BU BU được chọn theo điều kiện sau:
Điện ỏp định mức:UđmBU Udm.m = 35kV
Ta chọn BU loại 3 pha 5 trụ 4MS36 kiểu trụ do SIEMENS chế tạo cú thụng số kỹ thuật như sau:
Loại Uđm
(kV) 4MS36 36
Chống sột van chọn theo cấp điện ỏp: Umạng = 35 kV
Chọn chống sột van loại 3EE1 do SIEMENS chế tạo cú cỏc thụng số kỹ thuật sau:
Ký hiệu
3EE1 Tại trạm biến ỏp phõn xưởng
Dựng một loại cầu chỡ cao ỏp cho tất cả cỏc trạm biến ỏp để thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt và sửa chữa. Cầu chỡ được chọn theo cỏc tiờu chuẩn sau:
Điện ỏp định mức: Udm.CC Udm.m = 35 kV
Dũng điện định mức: I dm.CCIlvmax k qtbt Sdm . BA 1,3.2500
53, 61(A)
3Udm. m 3.35
Dũng điện cắt định mức: Idm.cắt IN3 = 2,992 kA (Vỡ dũng ngắn mạch trờn thanh cỏi của trạm biến ỏp B3 cú giỏ trị lớn nhất)
Ta chọn loại cầu chỡ 3GD1 608-5D do Siemens chế tạo với cỏc thụng số kỹ thuật như
sau:
Uđm (kV) Iđm (A) Icắt min (A) I cắt N (kA)
36 60 315 31,5
Lựa chọn và kiểm tra dao cỏch ly cao ỏp
Ta sẽ dựng một loại dao cỏch ly cho tất cả cỏc trạm biến ỏp để thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt và thay thế. Dao cỏch ly được chọn theo cỏc điều kiện sau:
Điện ỏp định mức: Udm.MC Udm.m = 35 (kV)
Dũng điện định mức: Idm.MC Ilv.max = 2.Ittnm= 141,1 (A) Dũng điện ổn định động cho phộp: idm.d ixk = 8,125 kA
Tra bảng ta chọn dao cỏch ly 8DC11 với cỏc thụng số kỹ thuật sau: Udm(kV)
36
Lựa chọn và kiểm tra ỏptụmỏt
Áp tụ mỏt tổng, ỏp tụ mỏt phõn đoạn và cỏc ỏp tụ mỏt nhỏnh đều do Merlin Gerin chế tạo
Áp tụmỏt được lựa chọn theo cỏc điều kiện sau: Điện ỏp dịnh mức:
Dũng điện định mức:
Trong đú : Ilv max
Cỏc trạm biến ỏp B7 cú Sdm = 750kVA 0,38. 3 Cỏc trạm biến ỏp B4 cú Sdm = 1000kVA Nờn I lv max kqtbt SdmBA 3U dm . m Cỏc trạm biến ỏp B5, B6 cú Sdm = 1250kVA Cỏc trạm biến ỏp B2, B3 cú Sdm = 1600kVA Nờn I lv max k qtbt SdmBA 1,3.1600 3160, 23(A) 3Udm. m 0,38. 3 Cỏc trạm biến ỏp B1 cú Sdm = 2500kVA Nờn I lv max
Tra bảng ta chọn ỏp tụ mỏt tổng và ỏp tụ mỏt phõn đoạn như sau: Kết quả chọn MCCB tổng và MCCB phõn đoạn Tờn trạm B2, B3, B4, 1,3.1000 0,38. 3 1975,14(A ) 3U dm. m 1608,3 (A)
B5, B6, B7
B1 M63 3 415 6300 85 3 Đối với ỏp tụ mỏt nhỏnh:
Điện ỏp định mức: Udm.A Udm.m = 0,38 (kV)
Dũng điện định mức:
Trong đú: n - số ỏptụmỏt nhỏnh đưa về phõn xưởng Kết quả lựa chọn cỏc MCCB nhỏnh được ghi
Kết quả lựa chọn MCCB nhỏnh, loại 4 cực của Merlin Gerin
Số cực Iđm, A Uđm, V IcắtN, kA
3 4000 690 75
Hỡnh 2.7 Sơ đồ nguyờn lý cung cấp điện toàn nhà mỏy
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CỦA NHÀ MÁY
Phõn xưởng sửa chữa cơ khớ cú diện tớch là 1256 m2, gồm 53 thiết bị dựng điện ngoài ra xưởng SCCK cũn cú 17 thiết bị khụng dựng điện được chia làm 7 nhúm. Cụng suất tớnh toỏn của phõn xưởng là 233,31 kVA, trong đú cú 15,06 kW sử dụng cho hệ thống chiếu sỏng. Để cấp điện cho phõn xưởng sửa chữa cơ khớ (SCCK) ta sử dụng sơ đồ hỗn hợp. Điện năng từ trạm biến ỏp B5 được đưa về tủ phõn phối của phõn xưởng. Trong tủ phõn phối đặt 1 ỏptụmỏt tổng và 8 ỏptụmỏt nhỏnh cấp điện cho 7 tủ động lực và một tủ chiếu sỏng. Từ tủ phõn phối đến cỏc tủ động lực và chiếu sỏng sử dụng sơ đồ hỡnh tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành. Mỗi tủ động lực cấp điện cho một nhúm phụ tải theo sơ đồ hỗn hợp, cỏc phụ tải cú cụng suất lớn và quan trọng sẽ nhận điện trực tiếp từ thanh cỏi của tủ, cỏc phụ tải cú cụng suất bộ và ớt quan trọng hơn được ghộp thành cỏc nhúm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liờn thụng (xớch). Để dễ dàng thao tỏc và tăng thờm độ tin cậy cung cấp điện, tại cỏc đầu vào và ra của tủ đều đặt cỏc aptomat làm nhiệm vụ đúng cắt, bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch cho cỏc thiết bị trong phõn xưởng. Tuy nhiờn giỏ thành của tủ sẽ đắt hơn khi dựng cầu dao và cầu chỡ, song đõy cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp hiện đại.
3.1 Lựa chọn cỏc thiết bị cho tủ phõn phối
Phụ tải cỏc nhúm trong phõn xưởng SCCK cú cỏc thụng số :
ITTPX= 354,48A
Ittnh1= 60,62 A Ittnh4= 122,7 A
Ittnh2= 55,21 A Ittnh5= 15,72 A
Ittnh3= 39,66 A Ittnh6= 88,72 A
Ittnh7= 66,85A
Để cung cấp điện cho toàn phõn xưởng dự định đặt 1 tủ phõn phối ngay gần phõn xưởng, nờn đường dõy từ MBA5 đến trạm phõn phối chỉ cần đặt 1 aptụmỏt kiểu NS 400N trong tủ hạ ỏp của trạm.
Căn cứ vào Itt đầu vào tủ và Itt đi ra tủ phõn phối ta chọn loại tủ do hóng SIEMENS chế tạo cú cầu dao – cầu chỡ và khởi động từ cấp cho động cơ cú kớch thước :
Dài: 2200mm; Rộng: 1000mm; Sõu: 600mm 3.1.1 Chọn ỏp tụ mỏt
Chọn ỏptụmỏt tổng (từ B5 đến tủ phõn phối phõn xưởng SCCK) được chọn theo điều kiện sau:
Uđm A≥ Uđm.m = 0,38 kV IđmA≥ IttPX = 354,48 A
IC,đmA ≥ IN5 = 2,965 kA (đó tớnh ở phần trước )
Ta chọn ỏptụmỏt cuả hóng Merlin Gerin loại NS400N cú Iđm= 400; INmax =10 kA; Uđm = 690 V.
Chọn ỏp tụ mỏt nhỏnh (từ tủ phõn phối đến mỗi tủ động lực) được chọn theo điều kiện sau:
Uđm A≥ Uđmm = 0,38 kV IđmA≥ Ittpxn1 = 60,62 A IC,đmA ≥ IN1 = 2,965 kA
Ta chọn ỏptụmỏt loại C60N do hóng Merlin Gerin chế tạo, IdmA= 63A; INmax = 6 kA; Uđm = 440 V