Đồ Án Môn HọcGVHD:Nguyễn Thị Thu Hiền TRƯỜNG ĐH HẢI PHÒNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN QUYỀNLớp : CNKT ĐIỆN K8 ĐỀ SỐ 12 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ I.CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Mặt bằng và các số liệu ban đầu ghi trong bản kèm theo. 1) . Sơ đồ mặt bằng nhà máy . Tỷ lệ : 1: 4500 Thiết Kế Cung Cấp Điện -1- SVTH: Nguyễn Văn Quyền 5 9 6 8 1 2 3 7
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
• Tổng quan về nhà máy.• Xác định phụ tải tính toán của nhà máy.
- Xác định phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí.
- Xác định phụ tải cho toàn nha máy.• Thiết kế mạng cao áp.
- Chọn vị trí đặt trạm,số lượng và dung lượng máy biến áp.- Chọn phương án nối dâycho mạng cung cấp điện cho nhà máy.- Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện thiết kế.
- Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực cách nhà máy l=8km- Điện áp ở thanh cái hạ áp của tram biến áp khu vực U=10kv.
• Thiết kế mạng hạ áp (phân xưởng sửa chữa cơ khí)• Bù công suất phản kháng
• Chiếu sang phân xương sửa chữa cơ khí.
III. CÁC BẢN VẼ• Sơ đồ nguyên lý các phương án nối dây.• Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy.• Mặt bằng phân xưởng.
Nước ta đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng. Do yêu cầu phát triển củađất nước thì điện năng cũng phát triển để theo kịp nhu cầu về điện. Để có thể đưa điệnnăng tới các phụ tải cần xây dựng các hệ thống cung cấp điện cho các phụ tải này.Lĩnh vực cung cấp điện hiện là một lĩnh vực đang có rất nhiều việc phải làm.Điện
năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu đượctrong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như chúngta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng được sản xuất ra dùngtrong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuấtra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tincậy. Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa tolớn đối với nền kinh tế quốc dân
Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục
và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia pháttriển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới. Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là
ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợplý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quảcông suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sảnxuất ra
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu
cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tínhliên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép, Hơn nữa là phải thuậnlợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học, em được phân công về phần thiết kếcung cấp điện. Được sự hướng dẫn, giảng dạy nhiệt tình của các thầy, cô giáo trong
bộ môn,các bạn trong lớp và đặc biệt là của cô Nguyên Thị Hiền, em đã hoàn thànhnhiệm vụ được giao. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng kiến thức và kinh nghiệm còn hạnchế nên bản đồ án của em có thể còn nhiều sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo củacác thầy, cô.
Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Nguyên Thị Hiền cùng các thầy cô giáo,cá bạn sinh viên lớp CNKT Điện K8 Trường ĐH Hải Phòng.
Hải Phòng, tháng năm 2010Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Quyền
Hình 1.1.Sơ đồ mặt bằng của nhà máy sửa chửa cơ khí .
Chương 2:
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY CƠ KHÍ
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh tế,kỹ thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp côngnghiệp hiện đại, xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệthống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và
biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế.
Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ...
Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và các phần tử của hệ thống cung cấp điện dùngcác chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nó (Vốn đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, chi
phí qui đổi, chi phí kim loại màu, tổn thất điện năng) đều phụ thuộc vào đánh giáđúng đắn kỳ vọng tính toán ( Giá trị trung bình) của phụ tải điện.
Vì vậy thiết hệ thống cung cấp điện để xác định phụ tải điện người ta dùng phương pháp đơn giản hoá hoặc phương pháp xác định chính xác là tuỳ thuộc vàogiai đoạn thiết kế và vị trí điểm nút tính toán khi thiết kế cung cấp điện cho các xínghiệp công nghiệp gồm 2 giai đoạn sau:
+ Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế
+ Giai đoạn vẽ bản vẽ cho thi công
Trong giai đoạn làm thiết kế tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các nguồn điện tiêu thụ, Ở giai đoạn thiết kế thi công, taxác định chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể và các nguồn tiêu thụcủa các phân xưởng.
Xác định phụ tải tính toán được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệthống cung cấp điện theo các điểm nút tính toán trong các lưới điện dưới và trên
1000 V.
Mục đích tính toán phụ tải điện tại các điểm nút nhằm chọn tiết diện dây dẫncủa lưới điện cung cấp, phân phối điện áp, chọn số lượng và công suất của máy
biến áp và trạm giảm áp chính, chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối,chọn thiết bị chuyển mạch và bảo vệ với điện áp trên và dưới 1000 V. Chính vìvậy người ta đã đưa ra một đại lượng gọi là phụ tải tính toán nó được định nghĩanhư sau:
Phụ tải chỉ dùng để thiết kế tính toán nó tương đương vói phụ tải thực vềhiệu quả phát nhiệt hay tốc độ hao mòn cách điện trong quá trình làm việc
2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ
KHÍ.
2.2.1.Phụ tải tính toán cho tất cả thiết bị trong phân xưởng:
-Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết
bị máy móc ,công suất và quá trình công nghệ của từng thết bị tổng phân xưởng. Do
đó ta có thể chia phụ tải thành các nhóm dựa vào vị trí, chế độ hoạt động, và công suất
phản kháng. Và xác định phụ tải cho từng nhóm sau đó ta xác định phụ tải tổng của
toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí.
-Ta xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí theo số thiết bị hiệu
-Điện áp đưa vào sử dụng lấy ở thứ cấp của máy biến áp phân xưởng có điện áp
0.4(kV) và theo yêu cầu sử dụng thiết bị điện của phân xưởng
Udm=380(V)
-Dòng điện tính toán cho cả nhóm 2:
Itt4=380.310.5,32
.3
3
4 =dm
tt
U S =49,35 (A)
-Dòng điện định mức cho mỗi thiết bị :
Ta áp dụng công thức :
Pdm= 3 .Udm.Idm.Cosφ
Idm=Pdm/ 3 .Udm.Cosφ
- Kêt quả tính toán được ghi trong bảng 2.4
5.Tính phụ tải tính toán nhóm 5:
Bảng 2.5.Bảng số liệu nhóm 5
Stt Tên thiết bị số lượng Kí hiệu trênmặt bằng
Pdm,kWIdm,A1máy Toàn bộ
1 Máy cưa 1 11’ 2,8 2,82 Máy mài hai phía 2 12’ 5,6 11,23 Máy khoan bàn 2 13’ 0,65 1,34 Máy tiện đứng 1 5’ 2,8 2,85 Máy khoan hướng tâm 1 15 4,5 4,56 Máy ép thủy lực 1 21 4,5 4,5
Tổng 8 21,5
Ta có: n=8 thiết bị n1=6 thiết bị
n*=n1/n=6/8=0,75
P1=2,8+11,2+2,8+4,5+4,5=20,2 (kW)
Pdm=2,8+11,2+1,3+2,8+4,5+4,5=21,5 (kW)
Thiết Kế Cung Cấp Điện -16- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
3).Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy cơ khí Sttnm :Sttnm= 222
72,34533128 +=+ ttnmttnmQ P =4659,67 (kVA)
4).Hệ số công suất nhà máy: Cosφ=Pttnm/Sttnm=3128/4659,6=0,68
Chương 3
THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY SỬA CHỮA CƠ KHÍ.
3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ:Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và
kỹ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thỏa mãn cácyêu cầu cơ bản sau:
1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.3. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.4. An toàn cho người và thiết bị.5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải trong tương
lai.6. Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế.Trình tự tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy bao gồm các bước :1. Vạch phương án cung cấp điện.2. Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến ápvà lựa chọn tiết
diện các đường dây cho các phương án.3. Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý.
Thiết Kế Cung Cấp Điện -26- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp
điện xí nghiệp công nghiệp, việc bố trí hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà
máy, xí nghiệp là một vấn đề quan trọng, Để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ
tiêu về kinh tế kỹ thuật đảm bảo chi phí hàng năm là ít nhất, hiệu quả cao, Để xác
định được các vị trí đặt biến áp, trạm phân phối chính, các trạm biến áp xí nghiệp
công nghiệp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy.
Biểu đồ phụ tải là một hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trung với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích nàođấy, Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tảitrong khu vực cần thiết kế để từ đó vạch ra nhưng phương án thiết kế hợp lý và kinhtế nhất
Chọn tỉ lệ xích m=3kVA/m2
Bán kính của biểu đồ phụ tải: Stt=mπ R 2 Do đó: R=π .m
S tt
Góc phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thứcsau:
tt
cs
cs P
P .360=α
1.Phân xưởng tiện cơ khí:
Ptt1=619,38 (kW) Stt1=898,6 (kVA) Pcs1=79,38(kW)
R 1=14,33
6,898
x=9,8 (m)
38,619
38,79.3601=
csα =46,80
2.Phân xưởng dập:
Ptt2=810,75 (kW) Stt2=1285,4 (kVA) Pcs2=60,75(kW)
Thiết Kế Cung Cấp Điện -27- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
2. Số lượng máy biến áp ( MBA) đặt trong các các TBA phải được lựa chọncăn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắpđặt , chế độ làm việc của phụ tải. Các hộ hụ tải loại І và ІІ chỉ nên đặt haiMBA, các hộ phụ tải loại ІІІ thì chỉ nên đặt một MBA.
3. Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:
n.k hc.SdmB ≥ Stt
Và kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố:( n- 1). k hc.k qt.SdmB ≥ Sttsc
Trong đó :n - số máy biến áp có trong trạm biến ápk hc - 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, k hc = 1.k qt - hệ số quátải sự cố, k qt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5ngày đêm. Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vựơt quá 6h, trước khiquá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93.Sttsc - công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụtải không quan trọng để giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trongtrường hợp vận hành bình thường. Giả thiết trong các hộ loại І có 30% là phụtải loại ІІІ nên Sttsc = 0,7 SttІ
Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều
kiện thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế, vận hành, sửa chữa và kiển tra
định kỳ nên lưa chọn máy biến áp do Việt Nam chế tạo.
Căn cứ vào độ lớn, sự phân bố phụ tải của nhà máy ta đặt 5 TBA phân xưởng trongđó :* Trạm B1 cung cấp cho phụ tải của phân xưởng tiện cơ khí và trạm bơm.* Trạm B2 cung cấp cho phụ tải của phân xưởng dập.* Trạm B3 cung cấp cho phụ tải của phân xưởng lắp ráp số 1 và phong thiết kế.* Trạm B4 cung cấp cho phụ tải của phân xưởng lắp ráp số 2 và phòng thí nghiệm
trung tâm.* Trạm B5 cung cấp cho phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí và phòng thực
nghiệm.
Bảng 3.3. Danh sách các trạm biến áp phân xưởng.
Thiết Kế Cung Cấp Điện -31- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Stt Tên TBB Tên phân xưởng1 B1 phân xưởng tiện cơ khí và trạm bơm.2 B2 phân xưởng dập3 B3 phân xưởng lắp ráp số 1 và phong thiết kế.4 B4 Phân xưởng lắp ráp số 2 và phòng thí nghiệm trung tâm.
5 B5 phân xưởng sửa chữa cơ khí và phòng thực nghiệm.
3.3.2.Chọn số lượng, dung lượng,và vị trí lắp đặt MBA phân xưởng.
1)Số lượng MBA
-Các trạm B1, B2, B3, B4 cấp điện cho phân xưởng chính được xếp vào phụ tải hộ
tiêu thụ loại 1 nên cần đặt 2 máy biến áp và đường dây lộ kép.
-Còn trạm B5 cấp điện cho phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại 3 nên cần đặt 1 máy biến áp và đường dây lộ đơn.
-Để đảm bảo tính mỹ quan của nhà máy và tiết kiệm vốn đầu tư nên ta đặ các trạm có
tường chung với tường của phân xưởng.
*Số lượng máy biến áp cần cho nhà máy là 9 máy.
Bảng.3.4 Số lương máy biến áp trong các phân xưởng.Stt Tên TBB Loại Stt(KVA) Số lương MBA1 B1 I 1017,35 22 B2 I 1285,4 23 B3 I 760,9 24 B4 I 1790,15 2
5 B5 III 648,7 1Tổng….. 9
2.Chọn dung lượng máy biến áp:
*).Đối với các trạm biến áp tiêu thụ hộ loại 1:
Xét trường hợp sự cố một máy biến áp,máy còn lại có khả năng chạy quá tải trong tời
gian 1-2 ngày để sửa chữa , đồng thời cắt bớt các phụ tải không quan trọng .Trong
trường hợp này công suất máy biến áp được xác định theo công thức sau:
Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:n.k hc.SdmB ≥ Stt
Thiết Kế Cung Cấp Điện -32- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Trong các trạm nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng:* Các trạm biến áp cung cấp cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có
một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xâydựng và ít ảnh hưởng đến các công trình khác.
* Trạm lồng cũng có thể được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặctoàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành bảo quản thận lợi song về
mặt an toàn khi có sự cố trong trạm 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 cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiềudài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi
phí kim loại màu và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập tuy nhiên vốnđầu tư xây dựng trạm sẽ gia tăng.
Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong cá loại trạm biến ápđã nêu. Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹ quan côngnghiệp ở đây sẽ dùng loại trạm xây đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trongnhà máy, song cũng cần phải tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất.
Để lựa chọn được vị trí đặt các TBA phân xưởng cần xác định tâm phụ tải củacác các phân xưởng hay nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các TBA đó.Ta có công thức:
Tọa độ theo trục x:∑
∑==n
tti
n
i
ttii
oi
S
S x
X
1
1
Tọa độ theo trục y:∑
∑==n
i
n
i
ii
oi
S
S y
Y
1
1
Vậy:- Vị trí trạm biến áp B1
10875,1186,898
108.75,118108.6,898
1
2
1
01=
+
+==
∑
∑=
n
tti
i
ttii
S
S x
X
5,5075,1186,898
70.75,11848.6,898
1
2
101 =
+
+==
∑
∑=
n
tti
i
ttii
S
S y
Y
Chọn vị trí thực của trạm B1 là (108;50,5)- Vị trí trạm biến áp B2 là(102;21)- Vị trí trạm biến ap B3
Thiết Kế Cung Cấp Điện -35- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
3.4. PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂNXƯỞNG
3.4.1Các phương án cung cấp điện cho trạm biến áp phân xưởng:
3.4.1.1. Kiểu sơ đồ có trạm biến áp trung gian :Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống (điện áp 22 kV) vào trạm biến áp trung
gian đặt ở trọng tâm (hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và được biến đổi xuống cấpđiện áp nhỏ hơn là 10 kV hoặc 6 kV để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng.*) Ưu điểm của sơ đồ:- Có độ tin cậy cấp điện khá cao- Chi phí cho các thiết bị không lớn (giảm vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà
máy cũng như các trạm biến áp phân xưởng)- Vận hành thuận lợi .*) Nhược điểm của sơ đồ:- Số lượng của thiết bị sẽ nhiều do lắp đặt trạm biến áp trung gian .- Đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian.- Gia tăng tổn thất trong mạng cao áp của Nhà Máy. ⇒Loại sơ đồ này thường được áp dụng trong các trường hợp nhà máy có các
phân xưởng đặt tương đối gần nhau và ở xa hệ thống. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hộ loại І nên phải đặt 2 MBA vớicông suất dược chọn theo điều kiện ( đả xét đến sự phát triển của phụ tải nhàmáy trong tương lai): Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:
n.k hc.SdmB ≥ Stt
Và kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố:( n- 1). k hc.k qt.SdmB ≥ Sttsc
Trong đó :n - số máy biến áp có trong trạm biến ápk hc - 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, k hc = 1.k qt - hệ số quátải sự cố, k qt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5ngày đêm. Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vựơt quá 6h, trước khiquá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93.
Sttsc – công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ mộtsố phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạmtrong trường hợp vận hành bình thường. Giả thiết trong các hộ loại І có 30% là
phụ tải loại ІІІ nên Sttsc = 0,7 SttІ
Thiết Kế Cung Cấp Điện -37- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Chọn MBA tiêu chuẩn có công suất định mức SdmBATG = 2500 (kVA)Kiểm tra theo điều kiện quá tải:
( n- 1). k hc.k qt.SdmB ≥ Sttsc
SdmBA ≥4,1
7,0 ttNM S =
4,1
4659,67.7,0= 2329,835 (KVA)
Vậy MBA đã chọn thỏa mãn.TBATG sử dung 2 MBA có dung lượng 2500 (kVA).3.4.1.2. Kiểu sơ đồ không có trạm phân phối trung tâm (sơ đồ dẫn sâu):
Với loại sơ đồ này thì điện được lấy từ hệ thống về đến tận trạm biến áp phânxưởng sau đó sẽ hạ cấp xuống 0,4 kV để dùng trong các phân xưởng*) Ưu điểm của sơ đồ :
- Giảm được tổn thất ∆ P, ∆ A, ∆ U- Nâng cao năng lực truyền tải của lưới
*) Nhược điểm của sơ đồ:- Độ tin cậy cung cấp điện không cao, muốn năng độ tin cậy cung cấp điện thì phảitốn kém nhiều kinh phí- Các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải cao. ⇒Loại sơ đồ này áp dụng cho các nhà máy có các phân xưởng có công suất lớn
và được bố trí tương đối tập trung nên ở đây ta không xét đến phương án này.3.4.1.3. Kiểu sơ đồ sử dụng trạm phân phối trung tâm :
Với loại sơ đồ này thì điện được lấy từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua TPPTT. Tại trạm biến áp phân xưởng điện áp được hạ cấpxuống 0,4 kV để dùng cho các thiết bị trong phân xưởng .*) Ưu điểm của sơ đồ :- Giảm được tổn thất ∆ P, ∆ A, ∆ U.- Việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp của nhà máy được thuận lợi.
- Độ tin cậy cung cấp điện được đảm bảo.*) Nhược điểm của sơ đồ:- Đầu tư cho mạng cao áp khá lớn .- Các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải cao. ⇒Loại sơ đồ này thương áp dụng cho các nhà máy có các phân xưởng công suấtlớn và khi điện áp nguồn không cao.* Sơ đồ các phương án đi dây• Phương án 1:
Thiết Kế Cung Cấp Điện -38- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Với đường dây dài 8 km,22 KV. Đường dây trên không lộ kép và dùng dây lõi thép
để đảm bảo theo đúng yêu cầu kỹ thuật của hộ loại 1.
Vậy Ittnm=dm
ttnm
U
S
.32=
22.32
67,4659=61,14 A
Fkt= 1,1
14,61
=55,58 mm2
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 70 mm2, AC- 70. Kiểm tra dây đã chọn theo điều
kiện dòng sự cố.
Tra bảng PL 4.12 trang 369 dây AC-35 có Icp=275 A
Khi có sự cố đứt một trong 2 dây, dây còn lại chuyển tải toàn bộ công suất :
Isc=2Itt=2.61,14=122,28 A
Isc<Icp
Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp:
-Với dây AC-70 có khoảng cách trung bình hình học D=3 m .Tra bảng PL 4.6 ta được
r o=0,46 Ω/km và xo=0,408 Ω/km.
Điện trở của dây: R=r 0.l=0,46.8=3,68 Ω
Điện kháng của dây: X=x0.l=0,408.8=3,264 Ω
ΔU= 22.2
264,3.72,345368,3.3128 +=
+
dmU
QX PR
=517,82 V
ΔU < ΔUcp=5%Udm=1100 V
Vậy ta chọn dây AC-70 là phù hợp.
3.5.1.Phương án 1
Phương án 1 sử dụng trạm biến áp trung gian ( TBATG ) nhận điện 22 kV từ hệ thốngvề , hạ xuống điện áp 10 kV sau đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. Các
trạm biến áp phân xưởng hạ từ cấp 10 kV xuống 0,4 kV để cấp điện cho các phụ tảitrong phân xưởng.
Hình 3.1- Sơ đồ phương án 1
Thiết Kế Cung Cấp Điện -41- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạmbiến áp.* Chọn MBA phân xưởng:Trên cơ sở chọn được công suất MBA ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn MBA chocác trạm biến áp phân xưởng:
Bảng 3.7 – Các thông số của máy biến áp trong phương án 1
Các MBA được sản xuất theo đơn đặt hàng tại công ty thiết bị điện Đông Anh nênkhông cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ.* Xác định tổn thất điện năng trong các TBA:
ΔA = n.ΔPo.t +
2
tt
N
dmB
S1.ΔP . .τ kWh
n S
Trong đó :n - số MBA làm việc song song.
Thiết Kế Cung Cấp Điện -42- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
t - thời gian MBA vận hành, với MBA vận hành suốt năm t = 8760 hτ - thời gian tổn thất công suất lớn nhất,với nhà máy dệt có Tmax = 4200h τ = ( 0,124 + 10 - 4.Tmax)2.8760
= 2592,4(h)ΔPo, ΔP N - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch trongMBA.
Stt - công suất tính toán của trạm biến áp.SdmB - công suất định mức của MBA.
-Tổn thất điện năng cho trạm biến áp trung gianSttTG = 4659,67 kVASdmBTG = 2500 kVAΔPo = 3,3kWΔP N = 20,4 kW
Ta có : ΔA = 2.3,3.8760 + =
4,2592.2500
67,4659.4,20.
2
12
149677,27 KWh
*Tính toán tương tự ta có tổn thất điện năng cho các trạm biến ap còn lại.
-Trạm biến áp B1.
Stt = 1017,35 KVASdmB = 560 KVA
ΔPo = 0,94KWΔP N = 5,2 kW
Ta có : ΔA1= 2.0,94.8760 + =
4,2592.
56035,1017.2,5.
21
2
38714,2 KWh
-Trạm biến áp B2.
Stt = 1285,4KVASdmB = 750 KVA
ΔPo = 1,2KWΔP N = 6,6 kW
Ta có : ΔA2= 2.1,2.8760 + = 4,2592.750
4,1285.6,6.21
2
46152,7 KWh
-Trạm biến áp B3.
Stt = 760,9KVASdmB = 400 KVA
ΔPo = 0,84KW
Thiết Kế Cung Cấp Điện -43- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16mm2 → 2XLPE (6 dây)
Chọn dây từ BATG về trạm B4.
Với Stt=1790,15 KVA
Imax=dm
tt
U
S
.32=
10.32
15,1790=51,6 A
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 A/mm2
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
6,51=16,65m2
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 25mm2 → 2XLPE (6 dây)
Chọn dây từ BATG về trạm B5.
Do trạm BA B5 thuộc vào hộ tiêu thụ loại 3 nên chọn đường dây lộ đơn.
Với Stt=648,57 KVA
Imax=dm
tt
U S .3 = 10.3
57,648 =37,4 A
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 A/mm2
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
4,37=12,1mm2
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16mm2 → 1XLPE (3 dây)*Tra bảng PL 4.32 TL1, lựa chọn cáp tiêu chuẩn phù hợp là cáp đồng 3 lõi 10 kVcách điện XLPE , đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA ( Nhật ) chế tạo.
Với R = 01 . .l ( )nr Ω
n - số đường dây đi song song Bảng 3.9.Kết quả chọn cáp cao áp 10KV phương án 1.
ĐƯỜNGCÁP
STT F L Ro R ĐƠNGIÁ
THÀNHTIỀN
(kVA) (mm2) (m) (Ω/km) (Ω ) (103 /m) (103 /m)
Thiết Kế Cung Cấp Điện -46- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
3.5.2 Phương án IITrong phương án 2, ta dùng chung đường cáp cho 2 trạm B4 và B5 là đoạn TBATG –
B4. Phương án về TBA phân xưởng không thay đổi.
Hình 3.2. Sơ đồ đi dây phương án 2
9
5
76
4
3
8
1
2
B3
B4
B2
B1
B5
1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạmbiến áp.Tính toán tương tự như ở phương án 1 ta có các kết quả sau:Kết quả tính toán được ghi trong bảng 3.11
Bảng 3.11 – Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các TBA phương án 2
Thiết Kế Cung Cấp Điện -48- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện:* Chọn cáp từ TBATG về các TBA phân xưởngCáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Đối với nhà máy liên
hợp dệt có Tmax = 4200 h . ứng với dây dẫn AC tra bảng 5 trang 294 tìm được mật độ
dòng điện kinh tế Jkt=1,1.
Tiết diện kinh tế của cáp:
Fkt =max
kt
I
Jmm2
Dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp :
ttpx
max
dm
S
I = n. 3.U (A)
Trong đó:n - số lộ cáp
• Chọn dây từ trạm BATG vê các TBA phân xưởng.
Là dây cáp đồng có Tmax=4200 h
Chọn dây từ BATG về trạm B1.
Với Stt=1017,35 KVA
Imax=dm
tt
U
S
.32=
10.32
35,1017=29,36 A
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 A/mm2
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
36,29=9,47mm2
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16mm2 → 2XLPE (6 dây)
Thiết Kế Cung Cấp Điện -49- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Phương án này sử dụng trạm PPTT nhận điện từ hệ thống về cấp cho trạm biếnáp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5 hạ từ cấp 22 kV xuống cung cấpcho các phân xưởng là 0,4 kV. Các đường đi dây cáp là độc lập với nhau.
Hình 3.3. Sơ đồ phương ánIII
Thiết Kế Cung Cấp Điện -52- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạmbiến áp.* Chọn MBA phân xưởng:Trên cơ sở chọn được công suất MBA ở phần 3.2.1 ta có bảng kết quả chọn MBA chocác trạm biến áp phân xưởng:
Bảng 3.14 – Các thông số của máy biến áp trong phương án III
Các MBA được sản xuất theo đơn đặt hàng tại công ty thiết bị điện Đông Anh nênkhông cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ.* Xác định tổn thất điện năng trong các TBA:
ΔA = n.ΔPo.t +
2
tt
N
dmB
S1.ΔP . .τ kWh
n S
Trong đó :n - số MBA làm việc song song.
Thiết Kế Cung Cấp Điện -53- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
t - thời gian MBA vận hành, với MBA vận hành suốt năm t = 8760 hτ - thời gian tổn thất công suất lớn nhất,với nhà máy dệt có Tmax = 4200h τ = ( 0,124 + 10 - 4.Tmax)2.8760
= 2592,4(h)ΔPo, ΔP N - tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch trongMBA.
Stt - công suất tính toán của trạm biến áp.SdmB - công suất định mức của MBA.
-Trạm biến áp B1.
Stt = 1017,35 KVASdmB = 560 KVA
ΔPo = 0,96KWΔP N = 5,3 kW
Ta có : ΔA1= 2.0,96.8760 + =
4,2592.560
35,1017.3,5.
2
1 2
39876,4 KWh
-Trạm biến áp B2.
Stt = 1285,4KVASdmB = 750 KVA
ΔPo = 1,22KWΔP N = 6,7 kW
Ta có : ΔA2= 2.1,22.8760 + =
4,2592.
750
4,1285.7,6.2
1 2
46883,84 KWh
-Trạm biến áp B3.
Stt = 760,9KVASdmB = 400 KVA
ΔPo = 0,85KW
ΔP N = 4,5 kWTa có : ΔA3= 2.0,85.8760 + =
4,2592.400
9,760.5,4.
2
12
35998,67 KWh
-Trạm biến áp B4.
Stt = 1790,15KVASdmB = 1000 KVA
Thiết Kế Cung Cấp Điện -54- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện:* Chọn cáp từ TBATG về các TBA phân xưởngCáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Đối với nhà máy liên
hợp dệt có Tmax = 4200 h . ứng với dây dẫn AC tra bảng 5 trang 294 tìm được mật độ
dòng điện kinh tế Jkt=1,1.
Tiết diện kinh tế của cáp:
Fkt =max
kt
I
Jmm2
Dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp :
Thiết Kế Cung Cấp Điện -55- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,36,51 =16,65m2
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 25mm2 → 2XLPE (6 dây)
Chọn dây từ PPTT về trạm B5.
Do trạm BA B5 thuộc vào hộ tiêu thụ loại 3 nên chọn đường dây lộ đơn.
Với Stt=768,8 KVA
Imax= dm
tt
U
S
.3 = 10.3
8,768
=44,4 AVới cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 A/mm2
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
4,44=14,3mm2
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16mm2 → 1XLPE (3 dây)*Tra bảng PL 4.32 TL1, lựa chọn cáp tiêu chuẩn phù hợp là cáp đồng 3 lõi 10 kVcách điện XLPE , đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA ( Nhật ) chế tạo.
Với R = 0
1. .l ( )n r Ω
n - số đường dây đi song song Bảng 3.9.Kết quả chọn cáp cao áp 10KV phương án 1.
Phương án này sử dụng trạm PPTT nhận điện từ hệ thống về cấp cho trạm biếnáp phân xưởng. Các trạm biến áp B1, B2, B3, B4, hạ từ cấp 22 kV xuống cung cấpcho các phân xưởng là 0,4 kV. Và có đường đi của dây cáp trạm B5 là thong qua trạmB4.
Hình 3.4. Sơ đồ phương ánIV
9
5
76
4
3
8
1
2
B3
B4
B2
B1
B5
2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện:* Chọn cáp từ TBATG về các TBA phân xưởngCáp cao áp được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Đối với nhà máy liên
hợp dệt có Tmax = 4200 h . ứng với dây dẫn AC tra bảng 5 trang 294 tìm được mật độ
dòng điện kinh tế Jkt=1,1.
Tiết diện kinh tế của cáp:
Fkt =max
kt
I
J mm2
Dòng điện làm việc cực đại qua một sợi cáp :
ttpx
max
dm
SI =
n. 3.U(A)
Trong đó:n - số lộ cáp
Thiết Kế Cung Cấp Điện -59- SVTH: Nguyễn Văn Quyền
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 25mm2 → 2XLPE (6 dây)
Chọn dây từ PPTT về trạm B5.
Do trạm BA B5 thuộc vào hộ tiêu thụ loại 3 nên chọn đường dây lộ đơn.
Với Stt=768,8 KVA
Imax=dm
tt
U
S
.3=
10.3
8,768=44,4 A
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 A/mm2
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
4,44=14,3mm2
Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16mm2 → 1XLPE (3 dây)*Tra bảng PL 4.32 TL1, lựa chọn cáp tiêu chuẩn phù hợp là cáp đồng 3 lõi 10 kVcách điện XLPE , đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA ( Nhật ) chế tạo.
Với R = 0
1. .l ( )
nr Ω
n - số đường dây đi song song Bảng 3.9.Kết quả chọn cáp cao áp 10KV phương án 1.
Đường dây dẫn từ trạm biến áp trung tâm của khu công ngiệp về trạm phân phối trung tâm có chiều dài 6,03 Km, ta chọn dây 2AC-70 theo tính toán ở chươngtrước.3.5.2 Chọn cáp cao áp và hạ áp của nhà máy.-Chọn cáp hạ áp của nhà máy:Cáp từ trạm biến áp B1 tới phân xưởng 8:
Imax = AU
S
dm
tt 4,1714,0.3
118,75
3==
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 (A/mm2)
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
4,171= 55,3 (mm2)
Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo 3G70 có tiết
diện 70 mm2.
Cáp từ trạm biến áp B3 tới phân xưởng 9:
Imax = AU
S
dm
tt 42,2084,0.3
144,4
3==
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 (A/mm2)
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
42,208= 67,2 (mm2)
Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo 3G70 có tiết
diện 70 mm2
.Cáp từ trạm biến áp B4 tới phân xưởng 6:
Imax = AU
S
dm
tt 12,3954,0.3
273,75
3==
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 (A/mm2)
Vậy tiết diện kinh tế của dây dẫn là Fkt= 1,3
12,395= 127,5 (mm2)
Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo 3G150 có tiết
diện 150 mm2.
Cáp từ trạm biến áp B5 tới phân xưởng 5:
Imax = AU
S
dm
tt 4,2344,0.3
162,4
3==
Với cáp đồng Tmax=4200 h ,tra bảng 5 trang 294
Jkt=3,1 (A/mm2)
Thiết Kế Cung Cấp Điện -63- SVTH: Nguyễn Văn Quyền