CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
I. 1 CẤU TRÚC MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY
I 1.1.Sơ đồ cung cấp điện phần bên ngoài nhà máy :
Hệ thống cung cấp bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây,trạm biến áp hệ thống để đầu vào của TBA xí nghiệp.
Nhà máy cơ khí được cung cấp điện từ nguồn điện cao áp 22 (KV) phụ tải tính toán của nhà máy là 3,14 (MVA).
Hộ phụ tải toàn nhà máy được xếp vào loại I vì có nhiều phân xưởng được xếp vào hộ đó.Do đó ta thiết kế sơ đồ cung cấp điện từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy bằng 2 đường dây trên không 22 (KV) lộ đơn,mỗi lộ đơn nối từ nguồn riêng N1 và N2.
Ở đây chế độ làm việc bình thường ,cả hai đường dây đều mang tải khi có sự cố trên một đường dây thì đường dây đó cắt ra và đường dây còn lại sẽ mang tải cho nhà máy ,do vậy tính liên tục cung cấp điện được nâng cao.
I 1.2. Sơ đồ cung cấp điện nội bộ nhà máy :
Sơ đồ cung cấp điện nội bộ trong nhà máy đảm bảo viêc phân phối điện bên trong lãnh thổ nhà máy kể từ trạm biến áp chính đến cá thiết bị dùng điện vì số nhánh của mạng lớn ,đường dây tổng cộng dài ,số thiết bị điện nhiều nên cần lựa chọn sơ đồ sao cho tính an toàn cung cấp điện cao và thõa mãn 2 chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế.
Các phân xưởng thuộc cơ khí được bố trí khá đồng đều trên mặt bằng sản xuất với diện tích rộng. Xây dựng trạm hạ áp từ 22 (KV) xuống 0,4 (KV) dặt tại một vị trí hợp lý trong mặt bằng nhà máy sau đó từ hệ thống thanh cái phân phối hạ áp TBA xuất tuyến cho các đường cáp cấp điện cho các phân xưởng.
Sơ đồ CCĐ từ TBA nhà máy tới tủ phân phối đặt trong các phân xưởng được thực hiện sơ đồ mang hình tia có những ưu điểm sau :
- Độ an toàn,tin cậy và tính liên tục CCĐ cao.
- Bảo vệ đơn giản,chọn lọc.
- Thuận lợi cho tự động hóa.
- Thi công lắp đặt ,vận hành đơn giản và thuận tiện khi sữa chữa.
I.2.Chọn vị trí, dung lượng,số lượng biến áp.
Đối với mỗi một nhà máy ta phải xác định được phương án TBA hợp lý nhất,điều này phụ thuộc các đặc điểm riêng của nhà máy,giá trị tính toán phụ tải,loại hộ tiêu thụ,sơ đồ mặt bằng nhà máy ,khả năng cung cấp ngoài và hiện trạng lưới điện khu vực.
Thiết kế TBA là tổng hợp các công việc từ tính lựa chọn vị trí đặt trạm,công suất mỗi trạm,số biến áp trong trạm ,sơ đồ nối dây cao áp,sơ đò nối dây và liên tục hạ áp,đo lường và bảo vệ trạm biến áp .Phương án thiết kế TBA không hợp lý có ảnh hưởng xấu đến các chỉ tiêu kinh tế_kỹ thuật của hệ thống CCĐ.
*)Chọn vị trí đặt trạm biến áp :
việc xác định đúng đắn vị trí đặt trạm biến áp nhà máy sẽ tạo điều kiện cho sơ đồ đi dây CCĐ hợp lý,đồng thời giảm được tổn thất.
Vị trí đặt trạm được xác định :
- Gần trung tâm phụ tải chính của đường dây.
- Thuận lợi cho nguồn tới ( nguồn).
- Thuận lợi đi dây tới phân xưởng.
- Thuận lợi thi công xây lắp sữa chữa,vận hành ,thay thế và có khả năng khải triển công suất nhà máy nếu có nhu cầu.
- Không ảnh hưởng đến các công trình khác.
- Tránh bụi,khói,hay các tác động khác.
- Có thể phải đề cập đến an ninh quốc phòng nếu cần thiết.
I 3. Tính toán xác định biểu đồ phụ tải.
- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ. Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp.
- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn.
- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng .
- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp phân phối, trạm biến áp phân xưởng.
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị min :
Trong đó Pi, li là công suất tiêu thụ và khoảng cách từ thiết bị thứ i tới tâm Để xác định tâm phụ tải điện ta dùng công thức :
; ;
Trong đó : x0, y0, z0 - toạ độ tâm phụ tải xi , yi ,zi - toạ độ phụ tải thứ i
Si là công suất phụ tải thứ i
Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z nên ta cho z =0 Chọn tỉ lệ xích m=1 kVA/mm2 , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ tải:
Góc phụ tải chiếu sáng được tính theo công thức :
Góc phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải động lực.
cs
Tính toán biểu đồ phụ tải phân xưởng ta được bảng sau : Stt Tên phân xưởng Pcs (kw) Stt
(kVA)
Tâm phụ tải
X Y R (mm) (mm) (mm) (o) 1 Cơ điện 7,2 261,78 165 210 9,1 9,9 2 Cơ khí 1 9 120,2 165 245 7,07 20,64 3 Cơ khí 2 6 293,46 165 215 9,66 7,36 4 Rèn ,dập 15,75 210,17 60 248 8,18 27 5 Đúc thép 6,3 553,12 56 185 13,27 4,1 6 Đúc gang 8,4 460 58 215 12,1 6,57 7 Mộc mẫu 6 214,5 165 145 9,93 6,98 8 Lắp ráp 5,25 210,26 58 155 8,18 9 9 Kiểm nghiệm 8 214,67 175 105 8,27 13,4 10 Trạm bơm 1,2 45,83 10 248 3,82 9,43 11 Kho sản phẩm 8 31,17 175 45 3,15 92,4 12 Kho vật tư 8 49,74 28 125 3,98 57,9 13 Nhà hành chính 12 107,8 23 70 5,86 40,1 Vòng tròn phụ tải:
I 4. Chọn vị trí xây dựng trạm :
• Trạm phân phối trung tâm .
Trạm phân phối trung tâm làm nhiệm vụ nhận điện từ đường dây 22 kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng
- Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau:
+ Gần tâm phụ tải điện
+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan
Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn.
Căn cứ công thức xác định tâm toạ độ phụ tải.
;
Trong đó : Si PTTT toàn phần của phân xưởng thứ i Ta có :
X0= 101,92 ; y0= 181,4
Như vậy trạm biến áp phân xưởng được đặt tại điểm M trên biểu đồ phụ tải có toạ độ : M ( XM ; YM ) = M ( 101,92 ;181,4 ).trên thực tế để phù hợp với mĩ quan ta có thể dịch chuyển trạm biến áp lại gần vị trí nhà kiểm nghiệm hơn một chút. Dể thuận tiện cho giao thông ,mĩ quan. Vì ở đây chúng ta được cung cấp một điện áp là 22kv nên không cần đến trạm biến áp trung gian.