Thiet ke mon hoc he thong cung cap dien 1 102253

Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy Lựa chọn số lợng , dung lợng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian trạm biến

Lời nói đầu

Cùng với sụ phát triển của đát núơc nghành điên phát triển rât mạnh

đãc biệt là tu khi đuờng dây 500kv ra đời ,nghành điên tang 15%

nam Điện trong sinh hoạt là rất lớn Đặc biệt là trong vài năm gần

đây,khi nền kinh tế đang phát triển cao thì nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng mạnh

Cùng với đó là các nhà máy xí nghiệp công nghiệp, các công trình xây dựng mọc lên ngày càng nhiều Do đó mà yêu cầu thiết kế và xây dựng một hệ thống điện an toàn , kinh tế cho các đối tợng này là rất quan trọng Nó là một yếu tố quyết định đến sự phát triển của toàn xã hội

Xuất phát từ những yêu cầu đó mà em đã đuợc nhận đề bài : thiết

kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phơng Do kiến thức

và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế không thể tránh khỏi những điều sơ suất , em rất mong có sự đóng góp của các thầy trong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn thầy ĐẶNG QUỐC THỐNG , đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành đề tài trên

Hà Nội, ngày 15/3/2006 Sinh viên thực hiện

những nơi xa dân c

Do cơ khí là một ngành quan trọng , là ngành chế tạo nguyên liệu

đầu vào của nhiều ngành khác nên khi nó bị ngừng hoạt động thì sẽ

gây ra tổn thất lớn về kinh tế cho nó , cũng nh các ngành khác có liên

quan

Do vây ta xếp nhà máy cơ khí công nghiệp địa phơng vào hộ tiêu

thụ loại 1

2/ đặc điểm và phân bố phụ tải

Nhà máy làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực là T max = 5000 h

, các thiết bị làm việc với công suất tải gần định mức Các phân xởng cơ

khí chính , lắp ráp, rèn, đúc, nén ép, kết cấu kim loại, trạm bơm, chiếu

sáng phân xởng là hộ tiêu thụ loại1 , vì chúng tiêu thụ điện năng nhiều

hơn cả Còn phân xởng sửa chữa cơ khí , văn phòng và phòng thiết kế là

hộ tiêu thụ loại 3

Nhà máy đợc cung cấp điện từ TBA KHU VựC cách nhà máy 10km ,

bằng đờng dây trên không lộ kép dùng loại dây AC , dung lợng ngắn

mạch về phía hạ áp của TBA KV là 250MVA

Nhà máy dùng công nghệ khá tiên tiến , tiết kiệm điện năng

Danh sách các phân xởng và khu vực làm việc

3/ nội dung tính toán , thiết kế và các tài liệu tham khảo

1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và của toàn nhà máy

2 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy Lựa chọn số lợng , dung lợng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian ( trạm biến áp chính ) hoặc trạm phân phối trung tâm

Lựa chọn số lợng , dung lợng và vị trí đặt trạm biến áp phân xởng Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy

Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí

4 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cho nhà máy

5 Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xởng sửa chữa cơ khí

4/ các tài liệu tham khảo

1 cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp và nhà cao tầng

2 thiết kế cấp điện - ngô hồng quang

cos 

toán lớn hơn nhiều so với thực tế thì sẽ gây lãng phí vốn đầu t , không hiệu quả về mặt kinh tế

Xác định phụ tải tính toán là vô cùng phức tạp , và vẫn có phơng pháp nào thật hoàn thiện Phơng pháp nào đơn giản , khối lợng tính toán ít thì độ chính xác không cao Còn phơng pháp có độ chính xác thấp thì lại phức tạp

Dới đây là một số phơng pháp xác định phụ tải tính toán thờng đợc

sử dụng hơn cả khi lập quy hoặch và thiết kế hệ thống cung cấp điện

1.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu K nc

P tt = k nc.P đ

Trong đó:

K nc : hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật

P đ : công suất đặt của thiết bị hoặc của một nhóm thiết bị , trong tính toán có thể xem gần đúng P đ P đm (kW)

2.Phơng pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình

P tt = K hd P tb

Trong đó :

K hd : hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải , tra trong sổ tay kỹ thuật

P tb : công suất trung bình của thiết bị hoặc một nhóm thiết bị (kW)

P tb : công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)

k max : hệ số cực đại , tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ

k max =f( n hq , K sd )

n hq : sốthiết bị dùng điện hiệu quả

5.Phơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

P tt =a 0 M/ T max

Trong đó : a0 : suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/

đvsp)

M : số sản phẩm sản suất đợc trong một năm

T max : thời gian sử dụng công suất lớn nhất

6.Phơng pháp xác định PTTT theo công suất trang thiết bị trên một đơn vị

Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có đợc về phụ tải , ngời thiết kế có thể lạ chọn các phơng pháp thích hợp để xác định PTTT

Trong đề bài này , với phân xởng sửa chữa cơ khí , ta đã biết vị trí , công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xởng có thể sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại.Các phân xởng còn lại , do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân xởng này , ta áp dụng phơng pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Phụ tải chiếu sáng của các phân xởng đợc xác định theo phơng pháp suất chiếu sáng trên một

đơn vị diện tích sản suất

.

Ptt Po F 

2.2 xác định phụ tảI tính toán của phân xởng sửa chữa cơ khí

2.2.1Giới thiệu ph ơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và

hệ số cực đại k max (ph ơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả)

Theo phơng pháp này , PTTT đợc xác định theo biểu thức :

nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả

Số thiết bị dùng điện hiệu quả là số thiết bị gây ra một hiệu quả phát nhiệt , hay mức độ huỷ hoại cách điện đúng bằng các phụ tải thực tế gây

ra trong quá trình làm việc



2

1 2

1

n dm i

dm i

P n

³

min

dmma dm

P m P

=

³

c/ Khi không áp dụng đợc các trờng hợp trên , việc xác định nhq phải tiến hành theo trình tự

Trớc hết tính : và

Trong đó : n- số thiết bị trong nhóm

n1 số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất max

P và P1 là tổng công suất của n và n1 thiết bị

Sau khi tính đợc , tra trong sổ tay kỹ thuật ,ta tìm đợc

nhq*=f(n* , P* ), từ đó tính nhq theo công thức nhq=nhq* n

Khi xác định PTTT theo phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq , trong một số trờng hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần dúng nh :

ktt=0.9 đối với thiết bị làm việc dài hạn

ktt=0.75 đối với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại

*Nếu mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho

ba pha của mạng , trớc khi xác định nhq phải quy đổi công suất của một pha về phụ tải ba pha tơng đơng :

Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp pha : Pqd=3.Ppha max Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp dây : Pqd= Ppha max

*Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn

1

2

n dmi hq

dmma

P n

n

*

P P

lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trớc khi xác định nhq theo công thức :

Trong mỗi phân xởng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc

khác nhau , muốn xác định phụ tải tính toán đợc chính xác cần phải

phân nhóm các thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân

theo các nguyên tắc sau :

-các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài

đờng dây hạ áp nhờ vậy mà có thể tiết kiệm đợc vốn đầu t và tổn thất

trên các đờng dây hạ áp trong phân xởng.

-chế độ của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để

việc xác định PTTT đợc chính xác và thuận lợi cho việc lựa chọn phơng thức cung cấp điện cho nhóm

-Tổng công suất của từng nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại

tủ động lực cần cho phân xởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong một

nhóm không nên quá nhiều vì số đầu ra của tủ động lực thờng 8 12

đầu

Tuy nhiên thờng cùng một lúc thoả mãn cả 3 nguyên tắc trên , do

vậy ngời thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý

nhất

Dựa theo nguyên tắc trên và căn cứ vào vị trí , công suất của thiết

bị bố trí trên mặt bằng phân xởng, có thể chia các thiết bị trong phân ởng sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm.

Vì biết khá nhiều thông tin về PT điện nên ta quyết định xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại.Tra ở phụ lục I.1,

I điện m A thi t ết bị bị

Hện

s s ố ử

d ng ụng

Cos / φ/ tagφ/

Nhúm 1

Mỏy m i trũn v n à thiết bị ạn

Mỏy phay v n n ng ạn ăng 1 11 7 17.7 0.16 0.6/1.33

B d u t ng nhi t ể dầu tăng nhiệt ầu trục ăng ện 1 26 2.5 6.31 0.16 0.6/1.33

Máy m i thô à thiết bị 1 30 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 Máy nén c t liên h p ắt liên hợp ợn 1 31 1.7 4.3 0.16 0.6/1.33 Máy m i phá à thiết bị 1 33 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33

Máy khoan điệnứng ng 1 38 0.85 2.146 0.16 0.6/1.33

C ng theo nhóm 2 ộng theo nhóm 1 10 58.2 146.97 0.16 0.6/1.33 Nhóm 3

Máy c a ki u ai ư ể dầu tăng nhiệt điện 1 1 1 2.53 0.16 0.6/1.33 Khoan b n à thiết bị 1 3 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33 Máy m i thô à thiết bị 1 5 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33

Máy b o ngang à thiết bị 1 7 4.5 11.36 0.16 0.6/1.33

C ng theo nhóm 3 ộng theo nhóm 1 6 14.55 36.74 0.16 0.6/1.33 Nhóm 4

B ngâm dung d ch ể dầu tăng nhiệt ị

B kh d u m ể dầu tăng nhiệt ử ầu trục ỡ 1 55 3 7.6 0.16 0.6/1.33

Lò điệnể dầu tăng nhiệt luy n khuon ện 1 56 5 12.63 0.16 0.6/1.33

Lò điệnể dầu tăng nhiệt ất n u ch y babit ảy babit 1 57 10 25.25 0.16 0.6/1.33

Lò i n m thi c điện ện ạn ết bị 1 58 3.5 8.84 0.16 0.6/1.33

Qu t lò úc ạn điện điệnồng ng 1 60 1.5 3.8 0.16 0.6/1.33 Máy khoan b n à thiết bị 1 62 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33

m ng ỏng

Mỏy m i phỏ à thiết bị 1 65 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 Mỏy h n i m à thiết bị điện ể dầu tăng nhiệt 1 66 13 32.83 0.16 0.6/1.33

P điện m =S điện m *cos * φ/ = 25*0.6* =7.5

Phụ tải 3 pha tơng đơng : Po= *7.5=13

b.PTTT của nhóm 1

Nhúm 1

Mỏy m i trũn v n à thiết bị ạn

Mỏy phay v n n ng ạn ăng 1 11 7 17.7 0.16 0.6/1.33

0

c.Phô t¶i tÝnh to¸n cña nhãm 2

Nhóm 2

Cầu trụcu trụngc 1 19 24.2 61.11 0.16 0.6/1.33 Máy khoan b n à thiết bị 1 22 0.85 2.146 0.16 0.6/1.33

Bể dầu tăng nhiệt dầu trụcu tăngng nhiệnt 1 26 2.5 6.31 0.16 0.6/1.33

Máy m i thô à thiết bị 1 30 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 Máy nén cắt liên hợpt liên hợnp 1 31 1.7 4.3 0.16 0.6/1.33 Máy m i phá à thiết bị 1 33 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33

phô t¶i tÝnh to¸n cña nhãm 3

Tên nhóm v thi t b à thiết bị ết bị ị

I điện m A thi t ết bị bị

Hện

s s ố ử

d ng ụng

Cos / φ/ tagφ/

Nhóm 3

Máy c a ki u ai ư ể dầu tăng nhiệt điện 1 1 1 2.53 0.16 0.6/1.33 Khoan b n à thiết bị 1 3 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33 Máy m i thô à thiết bị 1 5 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 Máy khoan điệnứng ng 1 6 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 Máy b o ngang à thiết bị 1 7 4.5 11.36 0.16 0.6/1.33

 27 94 2  37 17 2

n*= n1/ n =4/6=2/3

P*=P1/ P =

Tra bảng phụ lục I.5 ta đợc nhq*= 0.91 và nhq=nhq*.n=0.91*6=5

Tra bảng I.6 với ksd=0.16 và nhq=5 ta có Kmax= 2.87

Bể dầu tăng nhiệt ngõm nước núngc núng 1 42 3 7.6 0.16 0.6/1.33

Bể dầu tăng nhiệt ngõm cú tăngng nhiệnt 1 48 3 7.6 0.16 0.6/1.33

Mỏy khoan b n à thiết bị 1 50 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33 Mỏy m i thụ à thiết bị 1 52 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33

B n th à thiết bị ử nghiệnm TBĐ 1 53 7 17.68 0.16 0.6/1.33 Chỉnh lưu seleinunh lưu seleinu 1 69 0.6 1.51 0.16 0.6/1.33 Cộng theo nhúm 1ng theo nhúm 4 10 25.25 63.86 0.16 0.6/1.33

Ta có : n=10 ; n 1 =1

n * =n 1/n=1/10=0.1

P * =P 1/ =

Do đó : Tra bảng với ksd =0.16 v n à thiết bị hq=7 ta có Kmax=2.48

Từ đó ta tính đợc PTTT của nhóm 4

Ptt=2.48*0.16*25.25=10.02 kW Qtt=10.80*tagφ/=10.80*1.33=13.33 KVAr

Itt=Stt/(3*U)=16.67/(3*0.22)=25.25 A

2.8 2.8 2.8 2.53 10.93

0.75 14.55 14.55

1

n dm

 10.02 2 + 13.33 2

e.Phụ tải tính toán của nhóm 5

Nhúm 5

Bể dầu tăng nhiệt khử dầu trụcu mỡ 1 55 3 7.6 0.16 0.6/1.33

Lũ điệnể dầu tăng nhiệt luyệnn khuon 1 56 5 12.63 0.16 0.6/1.33

Lũ điệnể dầu tăng nhiệt nấtu chảy babity babit 1 57 10 25.25 0.16 0.6/1.33

Lũ điệniệnn mạn thiết bịc 1 58 3.5 8.84 0.16 0.6/1.33 Quạnt lũ điệnỳc điệnồngng 1 60 1.5 3.8 0.16 0.6/1.33 Mỏy khoan b n à thiết bị 1 62 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33 Mỏy uốn cỏc tấtm

Mỏy m i phỏ à thiết bị 1 65 2.8 7.07 0.16 0.6/1.33 Mỏy h n à thiết bị điệniể dầu tăng nhiệtm 1 66 13 32.83 0.16 0.6/1.33 Cộng theo nhúm 1ng theo nhúm 5 9 41.15 103.96 0.16 0.6/1.33

n*=n1/n =2/9=0.22

P*=P1/P∑= =0.56

Tra bảng ta đợc nhq*=0 54-> nhq=0.54*9 ≈5

Tra bảng với ksd =0.16 v n à thiết bị hq=5 ta có Kmax=2.87

Từ đó ta tính đợc phụ tải tính toán của nhóm 5 :

3.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân x ởng sửa chữa cơ khí :

Phụ tải chiếu sáng của phân xởng sửa chữa cơ khí đợc xác định theo

ph-ơng pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích

P cs =p 0 F

Trong đó :

p 0 : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích( )

F : diện tích đợc chiếu sáng

Trong phân xởng sửa chữa cơ khí , hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi

đốt Tra trong bảng phụ lục PL I.2 TLI ta tìm đợc p 0 =14 ( )

P cs =p 0 F=14.3516=49224( W)=49,224(kW)

Q cs =p 0.tg =0 ( đèn sợi đốt thì cos =1)

10 13 41.15 +

Q

2 2

 18.9 2 + 25.14 2

2 /

W m

2

m

2 /

W m

cs

4.Xác định phụ tải tính toán toàn phân x ởng;

-Phụ tải tác dụng toàn phân xởng là:

Trong đó : K dt =hệ số đồng thời của toàn phân xởng , lấy K dt = 0,8

-Phụ tải phản kháng toàn phân xởng là :

-Phụ tải toàn phần của cả phân xởng kể cả phụ tải chiếu sáng :

cos

2.3 xác định phụ tải tính toán cho các phân x ởng còn lại

do chỉ biết trớc công suất đặt và diện tích của các phân xởng nên ở

đây sẽ sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.3.1 phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Theo phơng pháp này , PTTT của phân xởng đợc xác định theo biểu thức :

5

1 5

5

1 5

P tt = P dl + P cs = 720 + 155,865 =875,865 kW C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tÝnh to¸n lµ :

P tt = P dl + P cs = 320 + 114,255 =434,255 kW C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tÝnh to¸n lµ :

tt

tt Q

P  s

P tt = P dl + P cs = 280 + 49,215 =329,215 kW C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tÝnh to¸n lµ :

P tt = P dl + P cs = 315 + 45,120 =360,120 kW C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tÝnh to¸n lµ :

6/Ph©n xëng kÕt cÊu kim lo¹i( sè 7)

P tt = P dl + P cs = 64 + 118,76 =182,76 kW

2 Ph©n x- 800 0,4 0,71 15 114,225 434,225 425,6 608

2 2

ởng lắp ráp

3 Phân

x-ởng sửa chữa cơ

7 Phân

x-ởng kết cấu kim loại

phòng và phòng thiết kế

2.5.xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải

2.5.1-Tâm phụ tải điện

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện : mômen phụ tải đạt

TTNM TTNM Q

P 

2468,3 + 1840,7

j

Trong đó : X0 , Y0 , Z0 là toạ độ tâm phụ tải

xi , yi , zi là tọa độ tâm phụ tải thứ i tính theo một hệ trục

toạ độ nào đó

Si : công suất phụ tải thứ i

Trong thực tế thờng ít quan tâm đến tọa độ z Tâm phụ tải là vị

trí tốt nhất đặt các trạm biến áp , trạm phân phối , tủ phân phối , tủ

động lực , nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn , giảm tổn thất

trên lới điện

2.5.2-Biểu đồ phụ tải điện

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng , có tâm

trùng với tâm của phụ tải , có diện tích tơng ứng với công suất của phụ

tải theo tỉ lệ xích nào đó Biểu đồ phụ tải cho phép ngời thiết kế hình

dung ra đợc sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế , từ

đó có cơ sở để lập các phơng án cung cấp điện Biểu đồ phụ tải đợc chia

làm 2 phần : phần phụ tải động lực ( phần gạch chéo ) và phần phụ tải

chiếu sáng ( phần để trắng )

Để vẽ đợc biểu đồ phụ tải cho các phân xởng , ta coi phụ tải của

các phân xởng phân bố đều theo diện tích phân xởng nên tâm phụ tải có

thể lấy trùng với tâm hình học của các phân xởng trên mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải thứ i đợc xác định qua biểu

n

i i

S

x S

n

i i

S

y S

S z S

ồ ồ

1

.

i

S R

m p

=

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 ngời và thiết bị

5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trởng của phụ tải

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự tính toán và thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bớc :

1 Vạch các phơng án cấp điện

2 Lựa chọn vị trí , số lợng , dung lợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại , tiết diện dây dẫn cho các phơng án

3 Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phơng án hợp lý

4 Thiết kế chi tiết cho các phớng án đợc chọn

3.2 vạch các ph ơng án cấp điện

Trớc khi vạch ra các phơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp

hợp lý cho đờng dây truyền tải từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải :

kV

Trong đó : P – công suất tính toán của nhà máy (kW) công suất tính toán của nhà máy (kW)

l - khoảng cách từ trạm biến áp khu vực về nhà máy (km)

Do đó cấp điện áp hợp lý truyền tải điện năng về nhà máy là :

Vậy ta lựa chọn cấp điện áp truyền tải là 35 kV Do đó ta phải dùng trạm biến áp trung gian Tại trạm BATG và các trạm biến áp phân x- ởng cho mỗi hộ tiêu thụ điện loại 1 , mỗi trạm đặt 2 MBA , còn hộ tiêu thụ loại 2 thì mỗi trạm đặt 1 MBA Từ đờng dây 35 kV về nhà máy sẽ dùng dây AC lộ kép cấp điện cho TBA trung tâm Trạm này đặt ở tâm phụ tải điện , từ đó đi cáp đến các trạm biến áp phân xởng

Xác định vị trí , dung l ợng các tba

Các trạm biến áp đợc lựa chọn theo các nguyên tắc sau :

1 Vị trí đặt các trạm biến áp phải gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt , vận hành , sửa chữa MBA ; an toàn , kinh tế 2.Số lợng các máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đợc lựa chọn căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải ; điều kiện vận chuyển và lắp đặt ; chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trờng hợp TBA chỉ đặt

1 MBA thì kinh tế , thuận lợi cho việc vận hành nhng độ tinh cậy cung cấp điện không cao và ngợc lại

3.Dung lợng các MAB đợc chọn theo điều kiện :

và kiểm tra theo điều kiện sự cố 1 MBA ( trạm nhiều hơn 1 MBA ) :

Trong đó :

n – công suất tính toán của nhà máy (kW) số máy biến áp trong trạm

- hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trờng , ta chọn MBA chế tạo tại Việt Nam , không cần hiệu chỉnh nhiệt độ =1

- hệ số quá tải sự cố , =1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm , mỗi ngày không quá 6h , trớc khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải 0,93

: công suất tính toán sự cố ; khi có sự cố 1 MBA , có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lợng của MBA , nhờ đó mà có thể giảm nhẹ đợc vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thờng Nếu trong các hộ tiêu thụ loại 1 có

30% là phụ tải loại 3 thì

Đồng thời ta cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm , lắp đặt , thay thế , vận hành , sửa chữa và kiểm tra định kỳ

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 630 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

Vậy trạm biến áp B 1 đặt 2 MBA có S dm =630 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 2 : cấp điện cho phân xởng lắp ráp và trạm bơm , đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 400 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải

tt dmb

tt dmb

S

S ³ = kVA

loại 3 ):

Vậy trạm biến áp B 2 đặt 2 MBA có S dm =400 kVA là hợp lý

*Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho phân xởng sửa chữa cơ khí và phân xởng rèn, đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 400 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

Vậy trạm biến áp B 3 đặt 2 MBA có S dm =400 kVA là hợp lý

*Trạm biến áp B 4 : cấp điện cho phân xởng đúc và bộ phận nén ép , đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 500 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

tt dmb

tt dmb

S

S ³ = kVA

*Trạm biến áp B 5 : cấp điện cho phân xởng kết cấu kim loại và văn

phòng , phòng thiết kế , đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 250 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 630 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

tt dmb

tt dmb

S

S ³ = kVA

Vậy trạm biến áp B 1 đặt 2 MBA có S dm =630 kVA là hợp lý

* Trạm biến áp B 2 : cấp điện cho phân xởng lắp ráp và trạm bơm , đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 400 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc

lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

Vậy trạm biến áp B 2 đặt 2 MBA có S dm =400 kVA là hợp lý

*Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho phân xởng sửa chữa cơ khí và phân xởng rèn, đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 400 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

tt dmb

tt dmb

S

S ³ = kVA

Vậy trạm biến áp B 3 đặt 2 MBA có S dm =400 kVA là hợp lý

*Trạm biến áp B 4 : cấp điện cho bộ phận nén ép và văn phòng , phòng thiết kế , đặt 2 MBA làm việc song song

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 315 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố : S ttsc lúc này chính là công suất tính toán cho phụ tải của phân xởng sau khi cắt đi một số phụ tải không quan trọng trong phân xởng ( 30% phụ tải loại 3 ):

Vậy trạm biến áp B 4 đặt 2 MBA có S dm =315 kVA là hợp lý

*Trạm biến áp B 5 : cấp điện cho phân xởng đúc , trạm có 1 MBA làm

việc

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 400 kVA

*Trạm biến áp B 6 : cấp điện cho phân xởng kết cấu kim loại , trạm có 1

MBA làm việc

Chọn MBA tiêu chuẩn S dmb = 315 kVA

3.2.2 Xác định vị trí các trạm biến áp phân xởng

Trong các nhà máy thờng sử dụng các trạm biến áp phân xởng :

Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xởng có thể dùng

tt dmb

loại liền kề có một tờng của trạm chung với tờng của phân xởng , nhờ vậy mà có thể tiết kiệm đợc vốn đầu t , ít ảnh hởng đến các công trình khác

Trạm lồng cũng đợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ phân xởng vì có chi phí đầu t thấp , vận hành , bảo quản thuận lợi nhng độ an toàn không cao

Các trạm biến áp dùng chung cho các phân x ởng nên đặt gần tâm phụ tải , nhờ vậy mà có thể đa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện , rút ngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng nh mạng hạ áp của phân xởng , giảm chi phí kim loại làm dây dẫn , giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập , tuy nhiên vốn đầu t xây dựng trạm sẽ tăng.

Tuy nhiên tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong

số các trạm biến áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho ngời cũng nh thiết

bị , đảm bảo mỹ quan , ở đây ta dùng loại trạm xây , đặt gần tâm phụ tải , gần các trục giao thông trong nhà máy , song cũng tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất

Trớc hết , ta xác định tâm phụ tải của các phân xởng hoặc nhóm phân xởng :

*Xác định vị trí đặt trạm biến áp B 1 ( phơng án 1 ) cung cấp điện cho phân xởng cơ khí :

1

1 01

1

.91

60

n

i i i

n i i n

i i i

n i i

S x x

S

S y y

B5 134 138

3.2.3 Các phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng

1 Các phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng

a.Sơ đồ dẫn sâu

Đa đờng dây trung áp 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận trạm biến áp phân xởng Nhờ đa trực tiếp điện áp cao vào trạm biến áp phân xởng sẽ giảm đợc vốn đầu t xây dựng TBATG , TPPTT, giảm tổn thất

điện năng và nâng cao năng lực truyền tải của mạng Nhợc điểm của sơ

đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao , các thiết bị sử dụng trong sơ đồ có giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành rất cao , nó chỉ phù hợp vời nhà máy có phụ tải rất lớn Do các phân xởng nằm tập trung nhau nên ta không sử dụng phơng án này

b.Phơng án sử dụng trạm biến áp trung gian

Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATG đợc hạ xuống 10kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng Nhờ vậy mà giảm đợc vốn đầu t cho mạng điện cao áp của nhà máy , vận hành ít phức tạp và độ tin cậy cung cấp điện tăng Do phải đầu t xây dựng TBATG nên gia tăng tổn thất trong mạng cao áp Do nhà máy là phụ tải loại 1 nên TBATG phải đặt 2 MBA với công suất đợc chọn theo điều kiện :

Ta chọn MBA tiêu chuẩn : S dm =1800 kVA

Kiểm tra lại dung lợng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết các hộ loại 1 trong nhà máy đều có 30% phụ tải loại 3 có thể tạm ngừng cung cấp điện khi cần thiết :

Vậy tại TBATG sẽ đặt 2 MBA loại : 1800 kVA -35/10 kV do Công ty

1539,5 2

ttnm dmB

thiết bị điện Đông Anh chế tạo

cPh ơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT)

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng thông qua TPPTT Nhờ vậy việc quản lý , vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện cao hơn , song vốn đầu t cho mạng cao hơn Trong thực tế đây

là phơng pháp thờng đợc sử dụng khi điện áp không cao ( ) , công suất của các phân xởng tơng đối lớn

2.Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian của nhà máy , trạm phân phối trung tâm.

Dựa trên hệ trục toạ độ xOy đã chọn , có thể xác định đợc tâm phụ

điện của toàn nhà máy

Vậy vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TPPTT là điểm có tọa độ M(117, 107)

3Lựa chọn các phơng án nối dây của mạng cao áp :

Nhà máy thuộc hộ loại 1 nên đờng dây từ TKV về TBATG hoặc TPPTT của nhà máy sẽ dùng lộ kép Do tính chất quan trọng của các phân xởng nên mạng cao áp trong nhà máy ta sử dụng sơ đồ hình tia , lộ kép Sơ đồ này có u điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng , các trạm biến áp phân xởng đều đợc cấp điện từ một đờng dây riêng nên ít ảnh hởng lẫn nhau , độ tin cậy cung cấp điện tơng đối cao , dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ , tự động hoá và dễ vận hành Để đảm bảo mỹ quan và an toàn , các đờng cao áp trong nhà máy đều đợc đặt trong hào cát xây dọc theo các tuyến giao thông nội bộ

3.3 tính toán kinh tế – công suất tính toán của nhà máy (kW)kỹ thuật lựa chọn ph ơng án hợp lý

Để so sánh và lựa chọn phơng án hợp lý , ta sử dụng hàm chi phí tính toán Z và chỉ xét đến những thành phần khác nhau trong các phơng án

để giảm khối lợng tính toán :

35kV

Ê

1 0

1

1 0

1

.117

.107

n

i i i

n i i n

i i i

n i i

S x x

S

S y y

2

Z = a +a K+ I R c t đ

Trong đó :

-hệ số vận hành ( =0,1) -hệ số tiêu chuẩn ( =0,2)

-vốn đầu t

I m - dòng điện lớn nhất chạy trong thiết bị

R- điện trở của thiết bị

-thời gian tổn thất công suất lớn nhất c- giá tiền 1kWh tổn thất điện năng , c=1000đ/kWh

3.3.1 Phơng án 1

Phơng án sử dụng TBATG nhận điện 35kV từ hệ thống về , hạ xuống 10kV sau đó cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng Các trạm biến áp 5 trạm biến áp phân xởng hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV

.1Chọn các máy biến áp phân xởng và xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp.

U N

%

Sè m¸y §¬n gi¸ (10 6 §) Thµnh tiÒn

(10 6 §) TBAT

*Xác định tổn thất điện năng trong các MBA:

Tổn thất điện năng đợc tính theo công thức :

Trong đó :

n-số máy biến áp ghép song song

t-thời gian MBA vận hành , nếu vận hành suốt năm thì t=8760h

thời gian tổn thất công suất lớn nhất Tra bảng ta có nhà máy cơ khí có T max =5000h , suy ra

S tt -công suất tính toán của TBA

S đmB -công suất định mức của MBA

Tính toán tổn thất điện năng cho trạm biến áp trung gian

1

n dmB

Tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp : 512508 kWh

2.Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất , tổn thất điện năng trong mạng điện

*Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian về các trạm biến áp phân

x-ởng

Cáp cao áp đợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện j kt Đối với nhà máy cơ khí địa phơng làm việc 3 ca , thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max =5000h , sử dụng cáp lõi đồng , tra bảng ta tìm đợc j kt =3,1 A/

S U

.

Trong đó : : dòng điện xảy ra sự cố đứt 1 cáp , =2.I max và

k hc =k 1.k 2

k 1 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ k 1 =1

k 2 : hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh , các rãnh

đều đặt 2 cáp , khoảng các giữa các sợi cáp là 300 mm , tra bảng

k 2 =0.93

Vì chiều dài cáp từ TBATG đến các TBAPX ngắn nên tổn thất

điện áp nhỏ nên ta có thể bỏ qua , không cần kiểm tra lại theo điều kiện của

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng :

> =2.I max =2.33=66A Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA ( Nhật ) , có tiết diện 16 mm 2 (2XLPE 3x16)

Vậy chọn cáp XLPE của FURUKAWA ( Nhật ) , có tiết diện 16 mm 2

(2XLPE 3x16)

*Chọn cáp hạ áp tử TBAPX đến các phân xởng :

Ta chỉ xét đến các đoạn cáp hạ áp khác nhau giữa các phơng án , các

đoạn giống nhau không xét đến trong quá trình so sánh kinh tế giữa các phơng án Cụ thể đối với phơng án này , chỉ cần chọn cáp từ trạm biến

áp B 5 đến bộ phận nén ép

Cáp hạ áp đợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Đoạn đờng cáp

ở đây cũng ngắn , tổn thất điện áp không đáng kể , nên có thể bỏ qua

không kiểm tra lại theo điều kiện

Tra bảng , ta lựa chọn tiêu chuẩn cáp gần nhất F=16 mm 2 , cáp đồng 3

lõi 10 kV cách điện XLPE , đai thép , vỏ PVC do hãng FURUKAWA