ĐỒ án CUNG cấp điện

3.Lựa chọn thiết bị điện: Máy biến áp,tiết diện dây dẫn,thiết bị phân phối, thiết bị bảo 6.Tính toán bù dung lượng bù để cải thiện hệ số cosφ2.. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN

1.Tên đề thiết kế: - Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp điện công nghiệp

2.Giáo viên hướng dẫn: PHẠM TRUNG HIẾU

3.Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN PHÚC

4.Mã Sinh Viên:1331040183

5.Lớp: Điện 2 – K13

Nhiệm Vụ Thiết kế

1.Xác định phụ tải tính toán nhàn máy

2.xác định sơ đồ nối dây của mạng điện

3.Lựa chọn thiết bị điện: Máy biến áp,tiết diện dây dẫn,thiết bị phân phối, thiết bị bảo

6.Tính toán bù dung lượng bù để cải thiện hệ số cosφ2

7.Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng (ứng với chữ cái cuối cùng của người thiết kế)

8.Dự toán công trình điện

Bản vẽ:(Autocad)

1 Sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy

2 Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng

3 Sơ đồ 2 phương án-Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

4 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, chính

vì vậy công nghiệp có một vao trò rất quan trọng trong sự phát triển của đất nước.Dựa vào vị trí địa lý của đất nước ta thì có rất nhiều nhà máy điện và được xây dựng

để phục vụ vào việc phát triển đất nước Nhà máy điện và trạm biến áp chính là một

hệ thống thông minh dùng để nâng và hạ điện áp ở những nơi tiêu thụ điện

Đúng vì vậy vấn đề cung cấp điện rất quan trọng trong lĩnh vực xây dựng đất nướcphát triển và giàu mạnh Bất cứ ta xây dựng một công trình xí nghiệp hay là một khu

đô thị thì chúng ta phải nghĩ tới việc cung cấp điện cho nó Vì vậy phải có một cơ sở

để phục vụ mục đích trên trong đó có một hệ thông điện đảm bảo công suất an toàn

mà thời gian cung cấp liên tục Đó là môn cung cấp điện phải đáp ứng được nhu cầutrên

Việc thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp cũng không nằm ngoài mục đích trên.Trong đồ án sẽ chi tiết cho chúng ta thấy các phương án đề ra và đưa ra được phương

án tối ưu Trong quá trình thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo và kham khảonhiều sách vở nhưng có rất nhiều sai sót trong quá trình tính toán cũng như trình bày

Dó đó rất mong được sự góp ý của các thầy cô trong khoa đặc biệt là thầy giáo hướngdẫn – Thầy PHẠM TRUNG HIẾU

Mục lục

 lời nói đầu 1

 Mục lục 2

 Giới thiệu chung về nhà máy 3

CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY 1.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng 5

1.2 Phụ tải tính toán toàn nhà máy 10

1.3.Xây dựng đồ thị phụ tải 11

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHO MẠNG ĐIỆN 2.1 vị trí trạm phân phối trung tâm 13

2.2 Lựa chọn máy biến áp 14

2.2.1 Chọn dung lượng các máy biến áp 15

2.3 phương án đi dây mạng cao áp 16

2.3.1Tính toán kinh tế-kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu 17

2.4Thiết kế chi tiết cho phương án tối ưu 22

CHƯƠNG III:THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG

3.1.Chọn cáp từ tủ phân phối của phân xưởng đến tủ phân phối của MBA

3.2 Lựa chọn phần tử mạng hạ áp phân xưởng CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 4.1 Xác định số lượng và công suất trong bóng đèn……….…… 41

4.2 Thiết kế mạng điện chiếu sáng……… … 43

CHƯƠNG V: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 5.1 Đặt vấn đề……….… … 45

5.2 Xác định dung lượng bù và vị trí đặt thiết bị bù……… … … 48

5.3 Sơ đồ đặt thiết bị bù và sơ đồ tính toán……… … … 49

5.4 Xác định các dung lượng công suất bù……….….… 50

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP

CHƯƠNG VII: HOẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tảithực tế (biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện Nóicách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụtải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàncho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổnthất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ … Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất … Cùng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện Những phươngpháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại Trong thực tế tuỳ theo đặc điểm và quy mô của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp thích hợp

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống (máy biến áp, đường dây…), tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất

Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt

độ lớn nhất do phụ tải gây ra

Mục đích của việc tính toán phụ tải nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp dưới 1000V trở lên

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

+ Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối

+ Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ

BẢNG SỐ LIỆU THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

Hệ

số côn

g suất X,

m

Y, m

P, kw

Cos φ

Ks d

N X, m

Y, m

Scât MV A

Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy(lấy theo vần anphalbe của họ tên

người thiết kế: LÊ VĂN PHÚC có 9 chữ cái→ nhà máy có 9 phân xưởng bao gồm

các phân xưởng là: (L, Ê, V, Ă, N, P, H, U, C)

SốThiếtBị

Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4 Hệ

số

sử dụngX(

m)

Y(

m)

Pđ1(kw)

cos

ϕ

1

Pđ2(kw)

cos

ϕ

2

Pđ3(kw)

cos

ϕ

3

Pđ4(kw)

9

0.67

6

0.78

57.79 0.77 66.74 0.79 0.6

9

0.67

5

0.74

85.44 0.77 62.59 0.67 62.17 0.78 0.6

7

0.66

37.54 0.85 75.57 0.67 0.6

8

0.82

62.17 0.78 82.33 0.75 46.78 0.68 0.6

5

0.82

66.74 0.79 57.06 0.78 0.6

Nguồn điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian , có điện áp 110KV gian sử dụng công suất cực đại là Tmax =2500h Sau đây là bảng các phụ tải của phân xưởng và sơ đồ mặt bằng của nhà máy:

80

I Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng

Các Phân Xưởng có hệ số sử dụng là 0,6 nên có hệ số nhu cầu

Knci= Ksd +

Với Knci:hệ số nhu cầu của phân xưởng thứ i

Ksd ∑ :hệ số sử dụng trung bình với 1 nhóm thiết bị

cos ϕ tb =

∑

i=1

n Pdi×cos ϕi

∑

i=1

n Pdi

tg

ϕ n

Pđ1(kw)

Công suất tính toán động lực của phân xưởng

Pdi: Là công suất đặt của mỗi thiết bị

Knci: hệ số nhu cầu của phân xưởng thứ i

Dựa vào các bảng trên ta có kết quả của các phân xưởng:

Tên

phân

xưởng

SốThiết

1 Phụ tải tính toán toàn nhà máy

1.1 Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy

215294.774 1962.45 =109.71

Vậy tọa độ (x; y) của trạm biến áp là: (72.32 ; 109.71)

Biểu đồ phụ tải cho toàn nhà máy

II Chiều dài đường dây từ nguồn tới trạm biến áp

Theo đề bài ta chọn điểm nguồn: L(512; 68)

Chiều dài đường dây được xác định bằng biểu thức:

L= √ (X NL−X BA)2+√(Y NL−Y BA)2 = √ ( 512−72.31 )2+ √ ( 68−109.71)2=441.664 (m).

Do :

Tmax= 2500h , nên ta chọn jkt= 1,3 (A/mm2)

Dòng điện chạy trên dây dẫn là :

2

L

C U

BA

Tiết diện dây dẫn cần thiết là.

F=

Imax

j kt =

8 117 1,3 =6 244 (mm2)

Đối với đường dây cao áp tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35 do đó ta chọn dâydẫn AC-35 nối từ nguồn vào trạm biến áp

III Sơ đồ nối dây từ TBA đến các phân xưởng

1 Sơ đồ các tuyến dây

Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được xây dựngbằng đường cáp Có thể so sánh theo 3 phương án sau:

-Phương án 1: Từ trạm biến áp kéo dây trực tiếp đến các phân xưởng theo đường

thẳng, các tủ phân phối được đặt ngay tại đầu các xưởng để cung cấp điện cho các thiết

P

Ă

V Ê

BA

Sơ đồ nối dây phương án 1

Phương án 2: Cũng kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp đến các phân xưởng, nhưng

theo đường bẻ góc, các đường cáp sẽ được xây dựng dọc theo các mép đường và nhàxưởng, như vậy sẽ thuận tiện cho việc xây dựng, vận hành và phát triển mạng điện,tuy nhiên chiều dài của các tuyến dây sẽ tăng hơn so với phương án 1

Sơ đồ nối dây phương án 2

Phương án 3: Từ trạm biến áp ta xây dựng các đường trục chính, các phân xưởng ở

gần các đường trục sẽ được cung cấp điện từ đường trục này qua các tủ phân phốitrung gian Tuy nhiên do các khoảng cách không lớn và việc đặt các tủ phân phốitrung gian cũng đòi hỏi chi phí nhất định, nên trong phương án này ta chỉ cần đặt 2 tủphân phối tại điểm 1 và điểm 2 Tủ 1 phân phối điện cho 4 phân xưởng L,V,N,H Tủ

2 phân phối điện cho 2 phân xưởng: P,E Các phân xưởng còn lại lấy điện từ trạmbiến áp, những tuyến đi dây vẫn bẻ góc theo đường trục

L

C U

BA

Phương án này sẽ giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây dẫn, nhưngtiết diện dây của các đường trục chính sẽ lớn hơn Như vậy chúng ta chỉ tính toán sosánh giữa 2 phương án 2 và 3.

Sơ đồ nối dây phương án 3

IV Sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn

Khi lựa chọn phương án có thể lựa chọn tiết diện dây theo phương pháp đơngiản nhất theo dòng điện đốt nóng cho phép, nhưng sau khi đã xác định được phương

án tối ưu thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra lại theo hao tổn điện áp cho phép, vìđối với mạng điện hạ áp, chất lượng điện phải được đặt lên hang đầu Ta tiến hànhchọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp hao tổn điện áp cho phép, lấy giá trị hao tổnđiện áp cho phép là∆ U CP=5 % (đối với cấp điện áp 380V và ∆ U CP=19 V) Dự định sẽđặt trong cá rãnh, xây dựng dưới mặt đất, do vậy có thể sơ bộ chọn giá trị điện trởkháng 0.07Ω/km

L

C U

- Chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến phân xưởng L

- Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp

ΔUUR= ΔUUCP – ΔUUX = 19 – 0.9 =18.1 (V)

- Tiết diện dây dẫn

F=

P×L 0 L

γ×U× ΔUU R=

98 2648×47 25 32×0 38×18 1 =21 09(mm

2)

Với : F : tiết diện phần dẫn điện của dây dẫn (mm2)

P : công suất tác dụng tại điểm L (kW)

L0L: chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến phân xưởng L (m)

γ : điện dẫn suất (m/Ω mm2)

∆ U R : thành phần tác dụng của hao tổn điện áp (V)

ta chọn loại cáp ABBG có tiết diện chuẩn là Fch = 25 mm2 có r0 =0.8Ω và x0 = 0.07

-Tính toán tương tự ta có bảng sau



Bảng 1

n L0i

m

ΔUuXV

ΔUuRV

Fmm2

FchMm2

R0Ω/km

X0Ω/km

ΔUuV

0U 37.87 0.84 18.16 28.6 35 0.92 0.45 20.30C 21.25 0.64 18.36 20.82 25 0.8 0.07 10.42

ΔUU RL=ΔUU CP−ΔUU X=19−6 74=12.26(V )

Thành phần phản kháng của tổn hao điện áp :

γ U ∆ U RM=

836,38.64,23 32.0,38.9,44=467(mm

2

).

- Với : F : tiết diện phần dẫn điện của dây dẫn (mm2)

P01 : công suất tác dụng trên đoạn 01 (kW)

l01 : chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến 1 (m)

: điện dẫn suất ( )

: thành phần tác dụng của hao tổn điện áp (V)

ta chọn loại cáp có tiết diện chuẩn là Fch = 500 mm2 có r0 = 0.07 và x0 = 0.29 Hao tổn điện áp tác dụng thực tế trên đoạn 01:

ΔUU Rpx1=ΔUU R−ΔU UR01=12.26 - 4.52=7.74(V)

Hao tổn điện áp thực tế trên đoạn 01:

ΔUU 1L ∆ U 1 M

=

Q 1 M L 1 M X 1 M U

ta chọn loại cáp có tiết diện chuẩn là Fch = 95mm2 có r0 = 0.34 và

Bảng 1:Bảng tính toán số liệu theo phương án 3:

n L0i

m

ΔUuXV

ΔUuRV

ΔUU Rpx1 F

mm2

FchMm2

R0Ω/

km

X0Ω/km

ΔUuV

01 45.997 6.74 12.26 7.74 285.9 500 0,07 0,29 28.91L 71.8 1.41 17.59 7.74 74.9 95 0,34 0,423 14.81V 38.82 0.86 18.14 7.74 64.11 70 0.46 0.43 12.61N 18.97 0.79 18.21 7.74 46.14 50 0.64 0.44 12.261H 35.33 1.15 17.85 7.74 78.9 95 0.34 0.423 13.58



/ km



Công suất phản kháng trên đoạn 02:

+ Hao tổn điện áp cho phép từ trạm biến áp đến điểm tải xa nhất vẫn là 19V Thành

phần phản kháng của hao tổn điện áp từ trạm biến áp đến phân xưởng P

ΔUU R=ΔUU CP−ΔUU X=19−5.4=13.6(V )

Thành phần phản kháng của tổn hao điện áp :

γ U ∆ U RM=

836,38.64,23 32.0,38.9,44=467(mm

2

).

- Với : F : tiết diện phần dẫn điện của dây dẫn (mm2)

P01 : công suất tác dụng trên đoạn 01 (kW)

l01 : chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến 1 (m)

: điện dẫn suất ( )

ΔUU R02 : thành phần tác dụng của hao tổn điện áp (V)

ta chọn loại cáp có tiết diện chuẩn là Fch = 185 mm2 có r0 = 0.17và x0 = 0.401

ΔUU Rpx1=ΔUU R−ΔU UR02=13.6 – 13.1=0.5(V)

Hao tổn điện áp thực tế trên đoạn 01:

ΔUU 2 P ∆ U 1 M

=

Q 1 M L 1 M X 1 M U

ta chọn loại cáp có tiết diện chuẩn là Fch = 500mm2 có r0 = 0.07 và

Phân xưởng Ê.

Thành phần phản kháng của tổn hao điện áp:

ΔUU 2 Ê ∆ U 1 M

=

Q 1 M L 1 M X 1 M U

ta chọn loại cáp có tiết diện chuẩn là Fch = 500mm2 có r0 = 0.07 và

Các phân xưởng còn lại.

Các phân xưởng còn lại là Ă, U, C Ba phân xưởng này lấy điện trực tiếp từ trạm biến

áp nhưng tuyến đi dây vẫn bẻ góc theo đường trục

a Phân xưởng Ă

Chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến phân xưởng Ă

L 0−Ă=√(X BA−x Ă)2+√(Y BA−y Ă)2=√(72.32−110)2+√(109.71−75)2=72 39(m)Thành phần phản kháng của tổn hao điện áp :

P : công suất tác dụng tại điểm T (kW)

l : chiều dài đường dây từ trạm biến áp đến phân xưởng T (m) : điện dẫn suất ( )

∆ U RT ΔUU R : Thành phần tác dụng của tổn hao điện áp

Ta chọn loại cáp ABBG có tiết diện chuẩn là Fch= 70 mm2 có r0 = 0.46 và x0

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại ta lập bảng số liệu sau:

Bảng 1:Bảng tính toán số liệu theo phương án 3:

n L0i

m

ΔUuXV

ΔUuRV

Fmm2

FchMm2

R0Ω/km

X0Ω/km

ΔUuV

Z= pV +C=pV +∆ A c ∆

Coi thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn là 8 năm Hệ số khấu hao đường cáp là 6%, tức kkh=0.06, khi đó p=1/8 + 0.06 = 0.185; giá thành tổn thất c ∆=1000 đ ồồ ng /kW hTổn thất điện năng trên đoạn dây được xác định theo biểu thức:

∆ A=∆ P τ= P

2

+Q2

U2 r0 l τ

Trong đó: ∆ P – là tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây với phụ tải tính toán

τ - Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

Thời gian chịu tổn hao công suất cực đại τ có thể được xác định theo biểu thức:

Bảng 2:Bảng kết quả tính toán phương án 2.

P∑KW

QKVAr

L0im

F V0

6

10 đ

ΔUAKWh

Hao tổn công suất trên đương dây.

Hao tổn công suất tác dụng trên đoạn dây 0-M đươc xác định theo biểu thức

Tính toán tương tự cho các đoạn dây khác,ta có bảng sau

Bảng 3:Bảng hao tổn công suất trên đường dây phương án 2.

F ch , m

∆ P, kW

∆ A ,

kW h

V,

10 6 đ

87,51 95 131

,7

16,16

12,99

32 13,57

6315 16,

96

3,14 6,31

59,45

0I 193,

32

204,17

60,15 70 131

,7

14,16

15,14

7051 7,9

2

1,47 7,05

18,5

67,47 95 131

,7

21,97

17,66

8220 8,8

91,64 8.22 9,8

45,2 50 131

,7

6,54

10,47

92,9 12

0

131,7

10,28

6,67

8170 12,

232,26 8,17 10,4

3

0L 106,

38

98,26

126,7 70 131

,7

7,91

8,46

3940 16,

693,09 3,94 7,03

69,5 70 131

,7

7,69

8,23

4038 9,1

5

1,69 4,03

85,73

0

131,7

26,17

13,43

6254 12,

9

2,39 6,25

48,64

27,6 35 131

,7

5 10,2

4745 3,6

4

0,67 4,74

55,15

7,68

116,82

58491 10

5,91

19,59

58,48677,73