Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí

Vậy nhiệm vụ đặt ra đĩi với người thiết kế hệ thống cung cấp điện phải nghiên cứu kỹ đặc điểm cơng nghệ của nhà máy,xí nghiệp cơng nghiệp,phải chú ý đến nhiều vấn đề chất lượng như tổn t

LỜI NĨ I ĐẦU

Hiện nay nền kinh tế của đát nước ta đang phát triển một cách mạnh mẽ theo định hướng cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước Như vậy sự ra đời của các nhà máy xí nghiệp la tất yếu gĩp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển

Một trong những quan tâm hàng đầu để xây dựng các nhà máy,xí nghiệp

đĩ là việc thiết kê cung cấp điện cho nhà máy,vì điện năng là điều kiện tồn tại và phát triển đối vớí các nhà máy,xí nghiệp.Hệ thống cung cấp điện được coi là phù hợp cĩ ý nghĩa rất quan trọng bởi lẽ nĩ làm giảm giá thành , vốn đầu tư, giảmchi phí vận hành hàng năm.Vì vậy sẻ giãm được chi phí năng lượng cho một đơn vị sản xuất

Vậy nhiệm vụ đặt ra đĩi với người thiết kế hệ thống cung cấp điện phải nghiên cứu kỹ đặc điểm cơng nghệ của nhà máy,xí nghiệp cơng nghiệp,phải chú ý đến nhiều vấn đề chất lượng như tổn thất cơng suất phải bố trí xây dựng các trạm phân phối trung tâm gần tâm phụ tải,các trạm biến áp phân xưỡng sao cho hợp lý.Những trạm biến áp cấp điện cho phân xưỡng cĩ cơng suất lớn thì phải đặt gần phân xưỡng đĩ để giảm tổn thất điện năng Đồng thời việc bố trí các trạm phân phối trung tâm và trạm biến áp phân xưỡng phải khơng ảnh hưỡng đếnviệc sản xuất của nhà máy, xí nghiệp

Tĩm lại , việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy ,xí nghiệp luơn luơn địi hỏi phải quan tâm đến rất nhiều vấn đề với khuơn khổ và thời gianthiết kế đồ án này khơng thể nĩi hết được

Trong điều kiện nước ta hiện nay, để phát triển trên nền kinh tế vững mạnh ngang tầm với các nước tiên tiến trên thê giới thì địi hỏi chúng ta phải cĩ một cơ sở hạ tầng vững chắc,do đó việc xây dựng các nhà máy ,xí nghiệp luơn địi hỏi điện năng cao vào những khấu mà cĩ thể thay thế,chính vì vậy thiết kế một hệ thống cung cấp điện cho từng nhà máy đã trở thành một địihỏi vơ cùng bức thiểt trong giai đoạn hiện nay

Trong thơì gian làm đồ án, em được phân cơng nhiệm vụ thiết kế hệ thống cấp điện cho nhà máy cơ khí Nhà máy cĩ tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, cho các ngành cơng nghệp trong và ngồi nước.Vì vậy nhà máy cần phải đảm bảo cấp điện liên tục và an tồn, nguồn cung cấp điện cho nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 1,7km.

Cuốn đồ án này gồm 7 phần và 5 bản vẽ A o

+ Phần I : Xác định phụ tải tính tốn của nhà máy

Chương 1: Cơ sở lý thuyết cung cấp điện Chương 2: Xác định phụ tải tính tốn cho từng phân xưỡng và tồn

bộ nha máy

Chương 3: Lựa chọn vµ tÝnh to¸n phương án cấp điện cho nhà

máy

+Phần II: Thiết kế chi tiết mạng cao áp cho nhà máy

+ Phần III: Thiết kế mạng hạ áp phân xưỡng sửa chữa cơ khí_PX6

+ PHần IV: Thiết kế hệ thống chiếu sáng PXSCCK_PX6

+ Phần V: Thíêt kế trạm biến áp phân xưỡng

+ Phần VI: Thiết kế đường dây trên khơng 22kV cấp điện cho nhà máy + Phần VII: Tính tốn nâng cao hệ số cơng suất

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cơ trong Bộ mơn Thiết Bị Điện - Điện

Tử, khoa Điện, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Đặc biệt là cơ Lưu Mỹ Thuận đãdành nhiều thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án này đúngthời hạn

Em xin chân thành cám ơn !

KẾT LUẬN

Sau3 tháng làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện,với sự hướng dẫn tận tình của Cô Lưu Mỹ Thuận Đếnnay em đã hoàn thành đồ án này Qua tập đồ án đãgiúp em nắm vững về những kiến thức cơ bản đã đượchọc để giải quyết những vấn đề trong công tác thiếtkế vận hành hệ thống cung cấp điện

Tập đồ án này giải quyết được những vấn đề :

- Xác định phụ tải

- Xác định dung lượng, số lượng máy biến áp

- Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ

- Tính toán về điện và ngắn mạch

- Bù công suất phản kháng

-Tính toán nối đất

-Thiết kế mạng điện cho phân xưởng cụ thể

Với kiến thức tài liệu thông tin có hạn, nên đồán này không tránh khỏi những thiếu sót Rất mongđược sự góp ý chân tình của các thầy cô giáo trong nhàtrường đặc biệt là thầy cô trong khoa điện và các bạnsinh viên nhằm làm cho bản thuyết minh ngày càng đượchoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡcủa Cô hướng dẫn Lưu Mỹ Thuận và các thầy cô trongkhoa điện cho việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp của emđúng thời hạn

Sinh viên thực hiện Ngô Quốc Bảo

Lớp: Điện Kỹ Thuật – K45

PHẦN 1TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY

chơng 1cơ sở Lí THUYẾT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

I.những yêu cầu khi thiết kế cấp điện.

Mục tiờu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiờuthụ cú đủ lượng điện năng theo yờu cầu với chất lượng điện năng tốt nhất Do đú

cú thể nờu ra một số yờu cầu khi cựng cấp điện như sau:

+ Đảm bảo cung cấp điện cú độ tin cậy cao

+ Nõng cao chất lượng điện và giảm tổn thất điện năng

+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trỡ và sửa chữa

+ Phớ tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất

ii các phơng pháp xác định phụ tải tính toán.

Phụ tải điện phụ thuộc nhiều yếu tố như: cụng suất và số lượng cỏc mỏy chế

độ vận hành của chỳng, quy trỡnh cụng nghệ sản xuất và trỡnh độ vận hành của cụngnhõn … Vỡ vậy việc xỏc định chớnh xỏc phụ tải tớnh toỏn là một nhiệm vụ khú khănnhưng rất quan trọng Bởi vỡ nếu phụ tải tớnh toỏn được xỏc định nhỏ hơn phụ tảithực tế thỡ sẽ làm giảm tuổi thọ cỏc thiết bị điện cú khi dẫn tới chỏy, nổ rất nguyhiểm Cũn nếu phụ tải tớnh toỏn xỏc định lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thỡ cỏc thiết

bị điện được chọn sẽ quỏ lớn so với yờu cầu do đú gõy ra chọn thiết bị lóng phớ

Hiện nay cú nhiều phương phỏp để tớnh phụ tải tớnh toỏn Những phươngphỏp đơn giản tớnh toỏn thuận tiện nhưng thường cho kết quả khụng thật chớnh xỏc.Ngược lại, nếu độ chớnh xỏc được nõng cao thỡ phương phỏp tớnh sẽ phức tạp hơn

Do đú mà tuỳ theo yờu cầu và giai đoạn thiết kế mà ta cú phương phỏp thớch hợp

Sau đõy là cỏc phương phỏp thường được sử dụng để xỏc định phụ tải tớnh toỏn:

1 Xỏc định phụ tải tớnh toỏn theo cụng xuất đặt (P đ ) và hệ số nhu cầu(k nc ):

Phương pháp này thường được sử dụng đối với các nhà máy khi đã thiết kế nhà xưởng (chưa có thiết kế bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng) lúc này mới chỉ biết duy nhất một số liệu cụ thể là công suất đặt của từng phân xưởng.Phụ tải tính toán của mỗi phân xưởng được xác định:

a.Phụ tải động lực.

Pđl= knc Pđ (kW)

Qđl = Pđl tgφ (kVAR)Trong đó:

Pđ - công xuất đặt của phụ tải

knc - hệ số nhu cầu, được tra trong sổ tay kĩ thuậtcosφ - hệ số công suất, được tra trong sổ tay kĩ thuậttgφ - được tính ra từ cosφ

b.Phụ tải chiếu sang.

Psc = Po S (kW)

Qcs = Psc tgφ (kVAR)Trong đó:

Po - xuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m²)

S - diện tích cần được chiếu sáng (m²)

c.Phụ tải tính toán toàn phần mỗi phân xưởng.

Trong đó:

kđt - hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải của các nhóm khôngđồng thời.

+ Nhược điểm: kém chính xác bởi knc tra trong sổ tay kỹ thuật

2.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K max và công suất trung bình

ksd - hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra được từ sổ tay

kmax - hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng

ksd và số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq

Trình tự tính số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq

+ Xác định n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửacông suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

+ Xác định P1 là công suất của n1 thiết bị trên

P1 = Pđmi

+ Xác định n* = và p* = Trong đó :

n - tổng số thiết bị trong nhóm

PΣ - công suất tổng của nhóm

PΣ = Pđmi

+ Từ n* và p* ta tra bảng ở [ PL.1.5 _ TL.1 ] tìm được nhq*

+ Từ nhq ta xác định được nhq theo công thức :

nhq = n nhq* Bảng tra kmax ở [ PL1.6 _ PL1 ] chỉ bắt đầu từ

nhq ≥ 4 còn khi nhq < 4 thì phụ tải tính toán được xác định theo công thức:

Ptt = kti Pđmi

Trong đó:

kti - hệ số tải, nếu không biết có thể lấy gần đúng

kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

* Nhận xét: Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, vì khi

xác định số thiết bị hiệu quả chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn

vị diện tích sản xuất:

Phụ tải tính toán được xác định bằng công thức:

Ptt = Po FTrong đó:

+ Po - suất phụ tải trên 1m² diện tích sản xuất ( kW/m² ) Giá trị Po có thể tra được trong các sổ tay, giá trị Po của từng loại hộ tiêu thụ do kinhnghiệm vận hành thống kê lại mà có

+ F - diện tích sản xuất (m²) tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất

* Nhận xét: Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng Vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ Nó cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều như: gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô, vòng bi …

4 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

Phụ tải tính toán được xác định bằng công thức:

Ptt = Trong đó :

M - số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm (sản lượng)

Wo - suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh/đvsp)

Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn nhất, tính bằng giờ (h)

* Nhận xét : Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bịđiện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy nén khí,các thiết

bị điện phân … khi đó phụ tải tính toán gần như bằng phụ tải trung bình và kếtquả tính tương đối chính xác

CHƯƠNG 2 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỪNG PHÂN XƯỞNG

VA TỒN BƠ NHÀ MÁY

A TÍNH PHỤ TẢ TÍNH TỐN CHO TỪNG PHÂN XƯỞNG

Cắn cứ vào dang sách các phân xưởng,các thơng tin biết về các phân xưởng

ta thấy chỉ cĩ phân xưởng sửa chửa cơ khí đả biết chính xác

Vị trí cơng suất đặt của các thiết bị trong phân xưởng ta tự bố trí Ta ápdụng phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ sốcực đại

Tên phân xưởng hiệuKý tích (m²)Diện Cơng xuất đặt(kW) XToạ độY

Phân xưỡng gò

Phân xưỡng rèn

182

550 10,5 14,3Phân xưỡng SCCK PX6 243 Theo tính tốn 2,35 12,7

1.Phân nhóm phụ tải tính toán:

Căn cứ vào số liệu phân xưởng sửa chửa cơ khí gồm có 33 thiết bị,em quyếtđịnh chia làm 4 nhóm như sau:

2 Máy tiện ren vạn năng 1 4,5

16 Máy cắt bằng tia plasma 1 3 ; Pqđ =9 Uđm=220v

+ Trong nhóm 1cần quy đổi máy cắt bằng tia plasma

n* = = = 0,5P* = = = 0,864

Với các giá trị n* và P* tra [PL 1-5 TL1] có được nhq* = 0,64

Từ nhq* tính được :

nhq = nhq* n = 0,64 8 = 5,12

Vì nhq > 4 nên công suất tính toán của tủ ĐL1 được tính:

Pđl1 = ksd kmax Pđmi (kW)Tra [PL1.1 TL1] có :

ksd = 0,2; cosφ = 0,6 → tgφ = 1,333Tra [PL1.6 TL1] với ksd = 0,2 và nhq = 5,12 có kmax = 2,24

Vậy:

+ Công suất tác dụng ĐL1

PĐL1 = 0,2 2,24 26,05 = 12,61(kW)+ Cống suất phản kháng ĐL1

QĐL1 = PĐL1 tgφ = 14,34 1,333 = 19,07 (kVAr)+ Công suất biểu kiến tủĐL1

SĐL1 = = = 21 (kVA) + Dòng điện tính toán tủ ĐL1

IĐL1 = = 31,31(A)

+Tổng công suất của 9 thiết bị trong nhóm P = 30,41(kW)

+Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng ½ công suất lớn nhất trong nhóm là: n2 = 3

P2 = 21,51 (kw)Tính được :

n* = = = 0,333P* = = = 0.71Với các giá trị n* và P* tra [PL 1-5 TL1] có được nhq* = 0,62

Từ nhq* tính được :

nhq = nhq* n = 0,62.9 = 5,58

Vì nhq > 4 nên công suất tính toán của tủ ĐL2 được tính:

Pđl = ksd kmax Pđmi (kW)Tra [PL1.1 TL1] có :

ksd = 0,2; cosφ = 0,6 → tgφ = 1,333Tra [PL1.6 TL1] với ksd = 0,2 và nhq = 5,04 có kmax = 2,42

Vậy:

+ Công suất tác dụng của tủ ĐL2

PĐL2 = 0,2 2,24 30,41 = 13,62 (kW)+ Công suất phản kháng tủ ĐL2

QĐL2 = PĐL2 tgφ = 13,62 1,333 = 18,16 (kVAr)+ Công suất biểu kiến tủ ĐL2

+Tổng công suất của 9 thiết bị trong nhóm P = 24,79 (kW)

+ Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2công suất lớn nhất trong nhómlà: n3 = 1

P3 = 18,59 (kW)Tính được :

n* = = = 0,13P* = = = 0,75

Với các giá trị n* và P* tra [PL 1-5 TL1] có được nhq* = 0,25

Từ nhq* tính được :

nhq = nhq* n = 0,25 8 = 2

Vì nhq < 4 nên công suất tính toán của tủ ĐL3 được tính:

Pđl3 = Kti Pđmi (kW)Trong đó :

Kti hệ số tải, gân đúng lấy Kti =o,9Vậy :

+Công suất tác dung tủ ĐL3

PĐL3 = 0,9 24,79 = 22,31 (kW)+Công suất phản kháng tủ ĐL3

QĐL3 = PĐL3.tg(kVAr)Tra [PL1.6 - TL1] lây cosφ = 0,6 → tgφ = 1,333

QĐL3 =22,31.1,333 =29,74 (kVAr)+ Công suất biểu kiến tủ ĐL3

+ Dòng điện tính toán tủ ĐL3

Pqđ = 3.Pđm = 3.2,2 = 6,6 (kW) Dầm treo có plăng điện

Pqđ =3.Pđm =3.4,85 =11,27 (kW)+Tổng số tiết bị trong nhóm n = 8

+Tổng công suất của 8 thiết bị trong nhóm P = 30,52( kW)

+ Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất thiết bị lớn nhất là:

n4 =2

P4 = 17,87(kW)Tính được :

n* = = = 0,25

ksd = 0,2; cosφ = 0,6 → tgφ = 1,333Tra [PL1.6 TL1] với ksd = 0,2 và nhq = 5,04 có kmax = 2,42

Vậy:

+ Công suất tác dụng tủ Đl4

PĐL4 = 0,2.2,42.30,52 = 14,77 (kW)+Công suất phản kháng tủ ĐL4

QĐL4= PĐL4 tgφ = 14,77 1,333 = 19,69 (kVAr)+ Công suất biểu kiến tủ ĐL4

SĐL4= = = 24,61 (kVA) + Dòng điện tính toán tủ ĐL4

IĐL4= = 35,53 (A)

3 Phụ tải chiếu sáng phân xưởng 6 (PX6)

Phân xưởng SCCK có nhiều máy móc chuyển động, các chi tiết cần có độ giacông chính xác cao, đòi hỏi ánh sáng gần như ban ngày có chỉ số màu cao

( IRC = 100 ) nên em quyết định chọn đèn sợi đốt (đèn tròn) có cosφ = 1 để thựchiện chiếu sáng cho phân xưởng này

Công suất chiếu sáng được xác định theo:

Pcs = Po S

Po - suất phụ tải chiếu sáng (w/m²)Tra [ PL1.2 TL1] chọn Po 16w/m²

S - diện tích phân xưởng SCCK (PX5) = 243 m²

Pcs = 16 243 = 3960 (W) = 3,96 (kW)

4 Công suất tính toán toàn phân xưởng SCCK – Phân xưởng 6 (PX6).

+ Công suất tác dụng tính toán của 4 tủ ĐL:

QĐL 4 = kđt QĐLi

QĐL 4 = 0,85(16,8 + 18,16 + 29,74+ 19,16 ) = 71,33(kVAr).+ Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng SCCK:

SPX4 =

Bảng 2.7 Kết quả tính toán phân xưởng 6 (SCCK).

Tên tủ Ký hiệu P i (kW) Q i (kVAr) S i (kVA)

II XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN

XƯỞNG KHÁC

Toàn bộ nhà máy còn lại 8 bộ phận cần được cung cấp điện, tất cả các bộphận này đều được biết công suất đặt (Pđ) và diện tích phân xưởng Nên côngsuất tính toán của chúng được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu(knc)

Ptt = knc Pđ (kw)

1.Phân xưởng cơ khí (PX1).

- Diện tích phân xưởng S1 = 357 m²

Ptt1= knc Pđ1 = 4.800 = 320 (kW)+ Công suất phản kháng tính toán PX1:

Qtt1 = Ptt1 tgφ = 320 1,333 = 426,56 ( kVAr)+ Công suất tác dụng chiếu sáng tính toán PX1:

PCS1 = Po S1 = 15 357 =5355 (W) = 5,36( kW) + Công suất tính toán toàn phân xưởng PX1:

+Công suất tác dụng tính toán PX2:

Ptt2 = knc Pđ2 = 0,3.670 =201 (kW)+ Công suất phản kháng tính toán PX2

Qtt2 = Ptt2 tgφ =201.1,333 =267,93(kVAr)+ Công suất tính toán chiếu sáng PX2

PCS2 = Po S2 = 15.391 = 5856 (W) =5,86 (kW)+ Công suất tính toán toàn phân xưởng PX2

3 Phân xưởng điện hoá (PX3).

- Diện tích phân xưởng S3 = 350 m²

- Dùng đèn sợi đốt chiếu sáng cho nhà kho K4 nên cosφ = 1 và

QCS4 = 0

Tra [PL1.2 _ TL1] chọn suất chiếu sáng cho K4

Po = 10 w/m²+ Công suất tính toán chiếu sáng K4;

Ptt5 = knc Pđ5 = 0,6 550 = 330 (kW)+ Công suất phản kháng tính toán PX5:

Qtt5 = Ptt5 tgφ = 550 1,02 = 336,6(kVAr)+ Công suất tính toán chiếu sáng PX5:

PCS5= Po S5 = 15 182 = 2730(W) = 2,73(kW)+ Công suất tính toán toàn phần PX5

Po = 12W/m²+ Công suất tác dụng tính toán TB7:

Ptt7= knc Pđ7= 0,6 150 = 120 (kW)+ Công suất phản kháng tính toán TB7:

Qtt7= Ptt7 tgφ = 120 0,62 = 74,4 (kVAr)+ Công suất tính toán chiếu sáng TB7:

PCS7= Po S7 = 12 45 = 540 (W) = 0,54 (kW)+ Công suất tính toán toàn phần của TB7

Ptt8= knc Pđ8 = 0,8 200 = 160 (kW)+ Công suất phản kháng tính toán NHC8:

Qtt8= Ptt8 tgφ = 160 0,75 = 120 (kVAr)+ Công suất tính toán chiếu sáng NHC8:

PCS8 = Po S8 = 15 193 = 2980 (W) = 2,98 (kW)+Công suất phản kháng chiếu sáng NHC8:

Qcs8 = Pcs8 tg =2,98 0,75 = 2,17 (kVAr)+ Công suất tính toán toàn phần của NHC8:

Stt8 =

III.XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN TOÀN NHÀ MÁY

Dựa vào số liệu bảng 2.8 xác định :

1 Công suất tác dụng tính toán toàn nhà máy.

Pnm = kđt Ptti(kW)

kđt - hệ số đồng thời xét đến khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời cực đại.

Nhà máy gồm 9 phân xưởng, theo [TL1] chọn: kđt = 0,85

Pnm= 0,85.(325,36 + 206,85 + 342,75 + 2,62 + 332,7 + 57,78 +120,54 + 162,89 + 2,96) = 1321,3(kW)

2.Công suất tính toán phản kháng toàn nhà máy

IV.XÁC ĐỊNH BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI NHÀ MÁY

Biểu đồ phụ tải của nhà máy cho biết mức độ phân bố phụ tải động lực vàphụ tải chiếu sáng trong từng phân xưởng, để từ đó làm cơ sở cho việc đặt vị trícủa các trạm biến áp một cách hợp lý

Phụ tải tính toán mỗi phân xưởng được biểu diễn bằng vòng tròn có bán kính Rđược xác định theo công thức:

Stti = → Ri = (mm)Trong đó :

m – tỷ lệ xích (KVA/mm²); tuỳ chọn, ta chọn m = 0,75kVA/mm²

Stti – công suất toàn phần tính toán phân xưởng i

Ri – bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng i (mm)Phụ tải chiếu sáng trong từng phân xưởng được biểu diễn bằng góc chiếu sáng được xác định:

Trong đó:

Pcsi : phụ tải chiếu sáng tính toán phân xưởng i

Ptti : phụ tải tác dụng tính toán phân xưởng i

1 Xác định các giá trị R i của các phân xưởng.

Phân xưởng cơ khí PX1 5,36 325,36 536,48 15 6Phân xưởng gò hàn PX2 5,87 206,86 338,5 12 10,2Phân xưởng điện hoá PX3 5,86 342,75 379,1 12,7 5,5

Phân xưởng rèn dập PX5 2,73 332,73 473,29 14,2 2,95Phân xưởng SCCK PX6 3,96 57,78 89,33 6,2 24,67

Nhà hành chính PX8 12,98 162,98 203,61 39,3 8,52

- Phần gạch chéo là phụ tải động lực.

- Phần không gạch là phụ tải chiếu sáng

PHẦN II THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

CHƯƠNG 1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy hình I-2 vẽ hệ toạ độ XOY, vị trí đặt trạm(PPTT) hoặc (BAPX) là trọng tâm phụ tải của nhà máy được xác định theo toạ độM(X,Y) sau:

X =

Y =

Trong đó:

Stti : Công suất tính toán phân xưởng thứ i

Xi, Yi : Toa độ phân xưỏng thứ i

II VẠCH PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

Số lượng trạm biến áp trong nhà máy liên quan chặt chẻ đến phương an cấp điện.Nếu chọn khơng hợp lý sẻ dẩn đến vốn đầu tư cao, tổn thất điện năng cao.Do đĩ trước khi thiế kế chi tiết cung cấp điện cho nhà máy ta vạch ra 4 phương án

(hình vẽ I.2)

Theo kinh nghiệm với Stt>200 kVA nên đặt trạm phân phối trung

tâm.Nhưng với đồ án em đang thiết kế cơng suất nhà máy chỉ cĩ Stt =1812 kVA

Ta cĩ thể

cĩ 2 phương án đặt ra là:

- Phương án khơng đặt tram phân phối trung tâm(PPTT)

- Phương án cĩ đặt trạm phân phối trung tâm(PPTT)

Để chọn phương án tối ưu em quyết định đặt ra 4 phương án cung câp điện cho nhà máy sau đĩ tiến hành tính tốn cho 4 phương án.Vấn đề đặt ra là cần sosánh tính kinh tế ,kỹ thuật của từng phương án va chọn ra phương an tối ưu nhất.Phương án tối ưu là phương án cĩ chi phí tính tốn hàng năm nhỏ nhất

Các phương án phải thoả mãn:

+ Đảm bảo chất lượng điện, nghĩa là đảm bảo tần số và điện áp nằm trongphạm vi cho phép

+ Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

III THIẾT KẾ DÂY TỪ TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN VỀ NHÀ MÁY

1.Lựa chọn cấp điện áp trung áp để cấp cho nha máy:

Lựa chọn hợp lý điện áp định mức lá một trong nhửng nhiệm vụ rất quantrọng khi thiết kế cấp điện bơi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế ,kỹ thuật như : vốn đầu tư,tổn thất điện năng, phí tổn kim loại màu,chi phí vận hành….xuất phát tư trị số phụ tải đã cho và điện áp được chọn

ta tiến hành lựa chọncác thiết bị của hệ thống cung cấp điện

Trị số điện áp định mức lựa chọn lớn sẻ nâng cao khả năng tả của đường dây,làm giảm tổn thất điện áp vài điện năng, giãm phí tổn kim loại màu , song nĩ làm tăng giá thành cơng trình đường dây và các thiết bị khác.Trị sơ điện áp định mức hợp lý nhất đĩ là trị số làm cho mạng điện cĩ chi phí tính tốn bé nhất

Trong thực tế ,để sơ bộ xác định trị số điện áp người ta thường sử dung một số cơng thức kinh nghiệm.Các cơng thức này cho thấy rằng,trị số điện áp chủ yếu phụ thuộc vào chiều dài l và cơng suất S

+Cơng thức Still(Mỹ)

U =4,34 (kV)Trong đĩ:

P – cơng suất truyền tải (kW)

l –Khoảng cách truyền tải (km)Cơng thức này cho kết quả khá tinh cậy với l  25 km và S  60 MVA

+ Cơng thức Zeles ki (Nga)Khi khoảng cách l  250 km và S  60 MVA ta nên dùng cơng thức này

+Cơng thức Vay kẻt (Đức)

U =3 +0,5l (kV)Theo đề tài cho l =1,7 km , S =1812 kVA nên ta chọ cơng thức Still

Dựa vào kinh nghiệm Still chọn cấp trung ỏp cho nhà mỏy là 22 kV, phụ tảinhà mỏy là phụ tải cú điện ỏp 380/220 v.Khong co phụ tải điện ỏp cao Do đo tachỉ cần chọn cỏc mỏy biến ỏp cú hai cấp điện ỏp là 22/0,4 kV phự hơp với nguồn trung ỏp cấp cho nhà mỏy là 22kV

2.Chon dõy dẫn từ trạm biến ỏp trung gian về trạm PPTT hoặc trạm BAPX

Nhà mỏy thuộc hộ tiờu thụ loại một đửụứng dõy cỏp từ trạm BATG về trạm PPTT hoặc BAPX dài 1,7 km nờn em chọn đường dõy trờn khụng , lộ kộp

Để đóm bảo an toàn và mỹ quan của nhà mỏy cỏp hạ ỏp và trung ỏp ủeàu dựngcỏp ngầm

Đường dõy cao ỏp từ trạm BATG về trạm PPTT hoăc BAPX tai toàn bộ cụng suất nhà mỏy

Trong đú:

a =2 đường dõy lộ kộpUđm =22 kV

Tra bảng [ 2.10_TL1] dựng dõy AC cú T >5000h

Tra bảng [2.10 _TL1 co Jkt = 1A/mm2

Tiết diện dõy dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dũng điện:

Tra [PL4.6_TL2] chọn dõy AC cú tiết diện 25mm²

Để đam bảo độ bền cơ cần tăng tiét diện dây lên,tiết diệntối thiểu dùng cho mạng trung áp là AC_35

AC_35 cú cỏc thụng số sau : [PL4.12_TL2]

Loại dõy r o (Ω/km)

x o (Ω/km) I cp (A) D tbhh (m)

*Kiểm tra dõy dẫn đó chọn:

a Kiểm tra theo điều kiện sự cố:

Đứt một đưòng dây, đưòng dây còn lại phải mang toàn bộ tải của nhà máy.

Isc = 2.Ittnm < Icp

2.23,78 = 47,55 A < 170 A

AC_35 thỏa mãn điều kiện khi có sự cố

b kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:

∆Ucp = 5% Uđm = 22,10³ = 1100 VTổn thất điện áp trên đường dây được xác định:

∆U = Điện trở và điện kháng của đường dây AC_70

R = ro.l = 0,85 1,7 = 1,445Ω

X = xo.l = 0,403 1,7 = 0,7Ω

Ta thấy ∆U < ∆Ucp

Nên dây AC_35 đã chọn là hợp lý

A.TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN 1 _ PA1

I.vÞ trÝ, sè lîng tr¹m biÕn ¸p trong nhµ m¸y cña pa1.

Do 9 phân xưởng của nhà máy có công suất chênh lÖch nhau nhiều, phân

bố không tập trung Nhà máy chØ công suất Snm =1812 (kVA) ta chỉ cân dùngmột trạm biến áp,nguồn cấp cho trạm là nguồn 22 kV từ trạm biến áp trunggian về trạm biến áp phân xưởng

Từ trạm biến áp phân xưởng cấp điện cho c¸c trạm phân phối phân xưởngtheo sơ đồ hình tia (Hình vẽ 2.2)

Để đảm bảo an toàn cung cấp điện mỗi trạm đặt 2 máy biến áp (MBA), cácMBA được chọn của Công Ty Thiết Bị Điện Đông Anh sản xuất, nên khôngphải hiệu chỉnh nhiệt độ

ii chän dung lîng c¸c m¸y biÕn ¸p pa1.

Toàn nhà máy chỉ có một trạm biến áp Ta đặt 2 máy biến áp trong một trạmnhằm mục đích : khi sự cố một máy ,máy còn lại có khả năng chạy quá tải trong

5 ngày đêm liên tục, mổi ngày không quá 6h để sửa chữa thay thế, đồng thời cắtbớt các phụ tải không quan trọng Trong trường hợp này công suất máy biến ápđược xác định theo điều kiện và công thức kinh nghiệm sau:

Sđm B ≥ Kiểm tra quá tải cũa máy biên áp:

 60%

Trong đó:

- Sđm B : công suất định mức của Máy biến áp chọn

- Stt : công suất tính toán của trạm

- Ssc : công suất phải cấp khi một Máy biến áp bị sự cố

1.Tính chọn Máy biến áp cho trạm BAPX_PA1.

Công suất định mức máy biến áp chọn

Tra [ PL11.2_ TL1 ] chọn 2 Máy biến áp do công ty thiết bị điện Đông Anhsản xuất có thông số: