ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐỒNG HỒ ĐO CHÍNH XÁC Giáo viên hướng dẫn TRẦN TẤN LỢI

I.Trường: ĐHBK Hà Nội, Bộ môn HỆ THỐNG ĐIỆN II.Giáo viên hướng dẫn: TS TRẦN TẤN LỢI III.Đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐỒNG HỒ ĐO CHÍNH XÁC VI. Các nội dung chính: a) Thiết kế mạng điện phân xưởng. b) Thiết kế mạng điện xí nghiệp. c) Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện xí nghiệp. d) Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. e) Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Trang 1

Nguyễn Viết Hà – Lớp HTĐ - T3 1

Contents

Chương I 3

Giới thiệu chung về nhà máy 3

1.Quy mô, công nghệ nhà máy .3

2 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy .3

3 Phân loại hộ tiêu thụ .4

4 Nội dung tính toán, thiết kế 4

V.2 Chi phí tính toán cho từng phương án .45

V.2.1 Phương án I 45

V.2.2 Phương án II 46

V.2.3 Phương án III 48

V.2.4 Phương án IV 49

V.4.1 Khi vận hành bình thường .53

V.4.2 Khi bị sự cố 53

V.4.3 Khi cần sửa chữa định kỳ .54

V.5.1 Chọn điểm tính ngắn mạch: 54

V.5.2.Tính toán các thông số của sơ đồ: 54

V.5.3.Tính dòng ngắn mạch: 57

V.5.4 Chọn và kiểm tra thiết bị 59

1 Chọn và kiểm tra cáp 35 KV 59

2 Chọn và kiểm tra thanh góp: 59

3 Chọn và kiểm tra máy cắt điện .59

4 Chọn và kiểm tra dao cách ly: 60

5 Chọn và kiểm tra cầu chì cao áp: 60

6 Chọn và kiểm tra máy biến dòng điện: 61

7 Chọn và kiểm tra máy biến điện áp: 61

8 Chọn và kiểm tra chống sét van: 62

9 Chọn và kiểm tra áptômát: 62

CHƯƠNG iV 63

TíNH TOáN Bù CÔNG SUấT PHảN KHáNG 63

Để NÂNG CAO Hệ Số CÔNG SUấT CủA NHà MáY 63

4.1 ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong nhà máy 63

4.2.1 Tụ tĩnh điện 63

4.2.2.Máy bù đồng bộ 63

4.2.3.Động cơ không đồng bộ được hoà đồng bộ hoá 64

4.3.Các bước được tiến hành như sau .64

4.3.1.Xác định dung lượng bù 64

4.3.2.Kiểm tra lại hệ số công suất của nhà máy 67

ChươngVI 84

Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 84

6.1 Mục đích và tầm quan trọng của chiếu sáng: 84

6.2 Hệ thống chiếu sáng 84

Trang 2

6.2.1 Các hình thức chiếu sáng: 84

6.2.2.Chọn loại đèn chiếu sáng 84

6.3 Chọn độ rọi cho các bộ phận: 85

6.4.Tính toán chiếu sáng: 85

6.4.1 Giới thiệu phương pháp: 86

6.4.2 Tính toán chiếu sáng cho toàn bộ phân xưởng sửa chữa cơ khí: 87

6.5.Thiết kế mạng điện chiếu sáng .88

Chương VI: Thiết kế nối đất cho 91

trạm biến áp phân xưởng 91

7.1 Khái niệm về nối đất: 91

7.2 Tính toán thiết bị nối đất: 91

7.2.1.Điện trở nối cho phép của bộ nối đất (R yc ): 91

7.2.2.Xác định điện trở suất tính toán của đất(tt ) 92

7.2.3.Xác định điện trở tản của một điện cực thẳng đứng .92

Trang 3

Chương I Giới thiệu chung về nhà máy

2 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.

Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đếnthiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dảitừ 1 đến hàng chục kW và

được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn Phụ tải chiếu sángbằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

Trang 4

3 Phân loại hộ tiêu thụ.

Trong nhà máy có: Phân xưởng tiện cơ khí, phân xưởng dập, phân xưởng lắpráp số 1, 2 và phòng thử nghiệm trung tâm, Phân xưởng chế thử thuộc hộ loại I, cácphân xưởng còn lại là hộ loại III

4 Nội dung tính toán, thiết kế.

Đây là loại đề tài thiết kế tốt nghiệp nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toánchính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn đòi hỏi thời gian dài, do đó

ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình

Sau đây là những nội dung chính của bản thiết kế sẽ đề cập:

a) Thiết kế mạng điện phân xưởng

b) Thiết kế mạng điện xí nghiệp

c) Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện xí nghiệp

d) Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng

e) Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Trang 5

Chương II Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng

và toàn nhà máy 2.1.đặt vấn đề:

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 thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn chothiết bị về mặt phát nóng

2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Theo

phương pháp này

Ptt= KMax Ptb= KMax Ksd Pđm (1 - 1)Trong đó:

Ptb- công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất

Pđm- công suất định mức của phụ tải

Ksd- hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải

KMax - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T=30phút

Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị,cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng Nó cho một kết quả khá chính xácnhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việccủa từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số lượng thiết bị trong nhóm (ksdi ;

pđmi; cosϕi; )

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương: Theo phương pháp này

Ptt= Ptb± β.σtb (1-2)Trong đó:

Ptb- Phụ tải trung bình của đồ thị nhóm phụ tải

β - Bộ số thể hiện mức tán xạ

σtb- Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải

Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị củaphân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp Tuy nhiên phương pháp này ít được dùngtrong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phùhợp với các hệ thống đang vận hành

2.1.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng: Theo

phương pháp này:

Trang 6

Ptt= Khd Ptb (1-3)

Qtt= Khdq Qtb hoặc Qtt= Ptt tgϕ (1-4)Trong đó:

Ptb; Qtb- Phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mang tải lớn nhất

Khd; Khdq- Hệ số hình dạng (tác dụng và phản kháng) của đồ thị phụ tải

Phương pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ phân phổiphân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng Phương pháp này ít

được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải

2.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: theo phương

pháp này thì

Ptt= Knc Pđ (1-5)Trong đó:

Knc- Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải

Pđ- Công suất đặt của nhóm phụ tải

Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thểnhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán chocác phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tảihoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc.v.v

2.1.5 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất:

theo phương pháp này thì:

Trong đó;

p0- Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất

F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện

Phương pháp này thường chi được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó cho kếtquả không chính xác Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số phụ tải đặc biệt

mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng

đều trên diện tích sản suất

2.1.6 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng: theo phương pháp này

T

a M

Ptt = KM Ptb (1-8)Trong đó:

a0 - [kWh/1đv] suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm

M - Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T (1 ca; 1 năm)

T – Thời gian làm việc để sản xuất ra số sản phẩm M

Ptb- Phụ tải trung bình của xí nghiệp

Trang 7

kM- Hệ số cực đại công suất tác dụng

Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính, sơ bộ xác định phụ tảitrong công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp

2.1.7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuấthiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trongnhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:

Iđn= Ikđ (max) + (Itt - ksd Iđm (max)) (1-9)Trong đó:

Ikđ (max)- dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất

trong nhóm máy

Itt - dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđm (max)- dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sữa chữa cơ khí:

Phân xưởng sữa chữa cơ khí có diện tích bố trí thiết bị là 1500 m2 Trong phânxưởng có 60 thiết bị,công suất khác nhau, lớn nhất là 90kW song cũng có nhữngthiết bị công suẩt rất nhỏ ( < 0,5kW ) Dựa vào hệ số tải(kt) để xem chế độ làm việccủa thiết bị Hầu hết các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn (có kt=0,9)

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí theo các đề thiết kế giáo học thường cho cácthông tin khá chi tiết về phụ tải và vì vậy để có kết quả chính xác nêu chọn phươngpháp tinh toán là: “Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại”

2.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình

P tb và hệ số cực đại k max ( còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq )

Ptt= KMax Ptb= KMax Ksd Pđm (1-10)Trong đó:

Ptb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất

Pđm- Công suất định mức của phụ tải (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải)

Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhómphụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiêts bị đơn lẻ trong nhóm)

KMax- Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ được xác địnhtheo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy)

Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải xác

định được hai hệ số Ksdvà KMax

Hệ số sử dụng: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất

định mức Trong khi thiết kế thông thường hệ số sử dụng của từng thiết bị được tratrong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số sử dụngchung của toàn nhóm theo công thức sau:

Trang 8

i

sdi dmi

dm

tb sd

p

k p P

P K

pđmi- công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị

ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tỉa thứ i trong nhóm

n - tổng số thiết bị trong nhóm

Ksd- hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy

Hệ số cực đại KMax: là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và

số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được tratrong bảng theo Ksdvà nhqcủa nhóm máy

Số thiết bị dùng điện hiệu quả: “là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùngchế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị

điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau” Số thiết bị điện hiệu quả cóthể xác định được theo công thức sau:

n

i dmi hq

p

p n

1

2

2 1

) (

(1-12)Các trường hợp riêng để xác định nhanh nhq:

min max ≤

=

dm

dm p

p

Thì

Trong đó: pdm max- công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm

pdm min- công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm

Ksd - hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy

Trường hợp 2: Khi trong nhóm có n1thiết bị có tổng công suất định mức nhỏhơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm

i

S

1 1

% 5

1

thì

n hq = n

n hq = n - n 1

Trang 9

Trường hợp 3: Khi m > 3 và Ksd≥0,2

(1-13)

Chú ý: nếu khi tính ra nhq> n thì lấy

Trường hợp 4: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để tínhnhanh nhq thì có thể sử dụng các đường cong hoặc bảng tra Thông thường các đườngcong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa n*

hq (số thiết bị hiệu quả tương đối) vớicác đại lượng n*và P* Và khi đã tìm được n*

hq thì số thiết bị điện hiệu quả của nhómmáy sẽ được tính;

P

n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớnnhất trong nhóm máy

Pđm1- tổng công suất định mức của n1thiết bị

Pđm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm)

Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả:

nhq, trong 1 số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau:

* Nếu n≤3 và nhq< 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:

∑

=

= n

i dmi

tt k P P

2

dm

n

i dmi hq

Trang 10

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

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

* Nếu n > 300 và ksd≥0,5 phụ tải tính toán được tính theo công thức:

∑

=

i dmi sd

P

1

05 , 1

* Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt nénkhí ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:

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

bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhqphải quy đổi công suất của các phụ tải

Trong đó:εđm- hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lí lịch máy

2.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp P tb và k max :

1 Phân nhóm phụ tải:

Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:

* Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng

* Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việcquản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phânxưởng

Kết quả phân nhóm phụ tải điện được trình bày ở bảng 2.1

Trang 12

2 Xác định phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:

a) Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

-Theo công suất trung bình và hệ số cực đại

-Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Vì đã biết được khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính toán theocông suất trung bình và hệ số cực đại Do đó phụ tải tính toán được xác định như sau:

Ptt= kmax.ksd.ΣPđmi

Trong đó:

ksd: hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra bảng

kmax: hệ số cực đại, tra bảng theo hai đại lượng ksdvà nhq

nhq: là số thiết bị dùng hiệu quả

b) Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1

Trang 13

5,0.85,49,0.158,0.5,97,0.156,0.4,80cos

.cos

n

i

i dmi

Tra b¶ng PL1.4(TL1) ta ®îc nhq*= 0,56

26,075

,124

05,0.85,47,0.156,0.5,925,0.1515,0.4,80

n

i

sdi dmi

P

k

Trang 14

⇒nhq= n nhq*= 13 0,56 = 7,28

Tra bảng PL1.5(TL1) với ksdtb= 0,26, nhq = 7,28 được kmax= 2

Phụ tải tính toán nhóm 1 là:

( )kW P

k k P

n dmi sd

Qtt = tt  = 37 , 425 1 , 14 = 42 , 66

( ))

(146,863

7,5666,0

425,37cos

A U

S I

kVA

P S

tt tt

Itt - dòng điện tính toán của nhóm máy

Iđm (max)- dòng định mức của thiết bị đang khởi động

ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

kmm= 5 đối với động cơ không đồng bộ

Tính toán tương tự đối với các nhóm 2,3,4,5 ta có bảng tổng hợp kết quả xác địnhphụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK:

Trang 15

Bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK

Công suất đặt Pđm(kW)

ksd cos ϕ /tg ϕ nhq kmax IĐM(A)

Phụ tải tính toán

Ptt(kW)

Qtt(kVAr

Stt(kVA)

Itt(A)

Iđn(A)

Trang 17

Nguyễn Viết Hà – Lớp HTĐ - T3 –K42

3 Xác định phụ tải tính chiếu sáng của toàn phân xưởng:

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất chiếu sángtrên 1 đơn vị diện tích:

Pcs= p0 FTrong đó:

p0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2]

F - Diện tích được chiếu sáng [ m2]Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra bảngPL1.7(TL1) ta được: p0 14W 2

4 Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí:

- Phụ tải tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:

)(324,344)

96,5311328,9874,127425,37(8,

- Phụ tải phản kháng tính toán toàn phân xưởng là:

Qpx= 0,8 ( 42,66 + 61,31 + 108,1 + 115,26 + 58,01) = 308,272 (kVAr)

Trong đó: kđt - hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt= 0,8

- Phụ tải toàn phân xưởng kể cả chiếu sáng:

ttpx px

ttpx

S

U P Cos

P

Trang 18

Nguyễn Viết Hà – Lớp HTĐ - T3 –K42 18

2.3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng khác

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây sẽ sửdụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2.3.1 Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu:

Theo phương pháp này thì phụ tải tính toán của nhóm hộ tiêu thụ được xác địnhbằng biểu thức sau:

Trong đó: Pđ - Tổng công suất đặt của nhóm hộ phụ tải

Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm hệ phụ tải (có thể tra được trong các tài liệutra cứu, tương ứng với các nhóm thiết bị điển hình và giá trị của nó còn phụ thuộc vào

Trang 19

Các phân xưởng khác tính toán tương tự, kết quả tính toán ghi trong bảng 2.3:

2.4.Xác định phụ tải tính của toàn nhà máy

a) Phụ tải tính toá của toàn nhà máy:

* Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

Trang 20

b) Phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến sự phát triển trong tương lai

Công thức tính toán : SttNM(t) = Stt(1+αt)

Trong đó:

SttNM(t) - Công suất của năm dự kiến, kVA

Stt - Công suất tính toán hiện tại, kVA

t - Thời gian dự kiến theo năm(10 năm)

α - Hệ số tăng trưởng hàng năm lớn nhất, tra trong (TL3) trang 262

với nhà máy chế tạo máy cóα= 0,0595ữ0,0685, trong trường hợp này ta lấy α=0,06

Thay số vào công thức tính toán ta được

SttNM(10)= 4655,44.(1 + 0,06.10) = 7448,7 kVA

PttNM(10)=SttNM(10).cosϕ=7448,7 0,67 = 4990,63 kW

Trang 21

Pdl(kW)

Ptt(kW)

Qtt(kVAR)

Stt(kVA)

I(A)

Trang 22

2.5.Xác định tâm phụ tải điện và vẽ bản đồ phụ tải

2.5.1.Tâm phụ tải điện

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu

P với Pivà li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i

Tâm qui ước của phụ tải xí nghiệp được xác định bởi một điểm M có toạ độ (theo

hệ trục độ tuỳ chọn) được xác định bằng các biểu thức sau: M(x0, y0, z0)

S

.xS

n

i i i

S

y S

n

i i i

S

z S

1

.

Trong đó: Si - Phụ tải tính toán của phân xưởng i

xi, yi, zi - Toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn

Thực tế ta bỏ qua toạ độ z.Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến

áp, trạm phân phối, tủ phân phối,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dâydẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

2.5.2.Biểu đồ phụ tải điện

Việc xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy có mục đích là để phânphối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy,chọn các vị trí đặt máy biến ápsao cho đặt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất

Biểu đồ phụ tải của mỗi phân xưởng là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tảitính của phân xưởng đó theo một tỷ lệ lựa chọn.Nếu coi phụ tải mỗi phân xưởng là

đồng đều theo diện tích phân xưởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm của phânxưởng đó

Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra hai thành phần:

Trang 23

Kết quả tính toán Rivàαcsi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong bảng 2.4

Bảng 2.4 Bán kính và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải

(kW)

Ptt(kW)

Stt(kVA)

X(mm)

Y(mm)

R(mm)

Trang 24

Biểu đồ phụ tải của toàn nhà đồng hồ đo chính xác

2 1265,92

7 340,902

4 816,486

6 176,483

11

26

8 126,063

5 478,01

1 1217,31

M(60,53;27,57)

Trang 25

Chương III Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuậtcủa hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý phải thoả mãn những yêucầu cơ bản sau:

- Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải điện

I Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm khu vực về nhà máy.

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta thường sử dụng côngthức kinh nghiệm sau

P l

Trong đó:

- U: Điện áp truyền tải,kV

- l: Khoảng cách truyền tải ,km

- P: Công suất tryền tải tính bằng ,kW

Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽ tăng lênkhông ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắp đặt thêm cácthiết bị sử dụng điện Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng phải tính đến sự pháttriển trong tương lai của nhà máy.ở chương II ta đã có được S(t) là:

Trang 26

II Vạch các phương án cung cấp điện cho nhà máy.

II.1 Kiểu sơ đồ có trạm biến áp trung tâm:

Với loại sơ đồ này thì điện lấy từ hệ thống vào trạm biến áp trung tâm đặt ởtrọng tâm ( hoặc gần trọng tâm) của nhà máy và được biến đổi xuống cấp điện áp nhỏhơn là 10kV hoặc 6kV để tiếp tục đưa đến các trạm biến áp phân xưởng

- Loại sơ đồ này thường được áp dụng trong các trường hợp nhà máy có các phânxưởng đặt tương đối gần nhau và công suất không lớn

• Ưu điểm của sơ đồ:

Có độ tin cậy cấp điện khá cao

Chi phí cho các thiết bị không lớn lắm

Vận hành dễ dàng

- Nhược điểm của sơ đồ:

Số lượng các thiết bị sẽ nhiều do lắp đặt trạm biến áp trung tâm

Sơ đồ nối dây phức tạp hơn

II 2 Kiểu sơ đồ không có trạm biến áp trung tâm:

Với loại sơ đồ này thì điện được lấy từ hệ thống về đến tận trạm biến áp phân xưởngsau đó sẽ hạ cấp xuống 0,4 kV để dùng trong các phân xưởng

- Loại sơ đồ này áp dụng cho các nhà máy có các phân xưởng có công suất tương đốilớn và được bố trí trên diện tích khá rộng

Trang 27

►Ưu điểm của sơ đồ:

là cấp điện áp 0,4 KV, cho nên theo ưu điểm và phạm vi sử dụng của các loại sơ đồ đãnêu ở Vì điện áp truyền tải Uđm= 35 kV chưa cao hẳn nên dùng cả 2 phương án để sosánh

II.3.1 Chọn vị trí trạm biến áp trung tâm của nhà máy và các trạm biến áp của

các phân xưởng:

- Căn cứ vào địa hình và việc bố trí các công trình khác cụ thể trong nhà máy để ta tiếnhành chọn vị trí của các trạm biến áp sao cho thuận tiện cho việc thi công, lắp đặt, vậnhành an toàn và các yếu tố khác về kinh tế khi đặt trạm biến áp, nói chung vị trí củacác trạm biến áp phải thoả mãn được các yêu cầu, nguyên tắc sau đây:

+ Tính an toàn và liên tục cung cấp điện cho phụ tải

+ Gần trung tâm của phụ tải và thuận tiện cho nguồn cấp đi tới

+ Thao tác, vận hành và quản lý dễ dàng

+ Thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên

+ Phòng chống cháy, nổ, bụi bặm và hoá chất ăn mòn

+ Tiết kiệm được vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

Trang 28

II.3.2 Vị trí của trạm biến áp trung tâm:

Theo các yêu cầu, nguyên tắc trên ta chọn vị trí đặt trạm biến áp trung tâm củanhà máy có toạ độ M0(60,53; 27,57),được tính ở chương II.

II.3.3 Vị trí của trạm biến áp phân xưởng:

Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân xưởng; việcphòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi ; tiết kiệm về xây dựng, ít ảnh hưởng tới các côngtrình khác và việc làm mát tự nhiên được tốt hơn ta chọn vị trí trạm biến áp ở ngoài vàliền kề các phân xưởng

III Các phương án về số lượng, dung lượng các trạm biến áp

III-1 Các chỉ dẫn chung:

- Số lượng trạm biến áp trong nhà máy

- Dung lượng của trạm biến áp và số máy biến áp trong trạm biến áp

- Dung lượng của máy biến áp trong một nhà máy nên dùng ít chủng loại đểgiảm số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng

- Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản, đồng nhất và có chú ý tới sự phát triểncủa phụ tải sau này

- Trạm biến áp cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại I hay loại II nên dùng 2máy biến áp, các hộ loại III có thể chỉ cần dùng một máy biến áp là được

- Điều kiện chọn máy biến áp:

n.khc.SđmB≥Stt

- Điều kiện kiểm tra MBA:

(n-1).khc.kqtsc.SđmB≥ SttscTrong đó:

n – Số MBA trong trạm

khc– Hệ số hiệu chỉnh công suất MBA theo nhiệt độ vận hành thực

Khi chọn MBA sản xuất tại VN ta không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy khc= 1

SđmB - Công suất định mức của máy biến áp (kVA) Trong trường hợp chọn MBA donước ngoài sản xuất thì đó là công suất định mức đã hiệu chỉnh S’đm

Stt - Công suất tính toán của phụ tải (kVA)

Sttsc - Công suất tính toán sự cố

Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dunglượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trongtrạng thái làm việc bình thường Theo đánh giá phụ tải ta đã biết có 70% phụ tải loại I

và 30% là phụ tải loại III nên:

S tt =S I+SIII; Sttsc= 0,7.SI

kqtsc- là hệ số quá tải sự cố lấy kqtsc=1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hànhkhông quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h vàtrước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,75.(Theo sách “Sổ tay tra cứu Thiết

bị điện 0,4-500kV của tác giả Ngô Hồng Quang, trang 9)

Trang 29

III.2 Chọn MBA cho trạm biến áp trung tâm của nhà máy.

- Số lượng: nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I đòi hỏi có 2 nguồn cung cấp điện độc lập,vì vậy trạm biến áp nhà máy cần đặt 2 máy biến áp, mỗi máy biến áp nối vào mộtphân đoạn riêng của thanh góp, giữa các phân đoạn có đặt thiết bị đóng cắt khi cầnthiết Ta có xét đến sự phát triển của phụ tải của nhà máy trong tương lai

- Dung lượng: n.khc.SdmBA≥SttNM= 7448,7 kVA

Vậy chọn 2 máy biến áp loại 4000 kVA- 35/10 kV của Nhà máy chế tạo thiết bị điện

Đông Anh sản xuất tại Việt Nam ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ)

- Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố:

Công suất tính toán nhà máy tại thời điểm thiết kế là SttNM= 4655,44 kVA

Công suất quá tải MBA: SqtMBA= kqt.SdmBA= 1,4.4000 = 5600kVA > 4655,44 kVA ,như vậy công suất MBA rất dư thừa, trong quá trình vận hành tuỳ theo yêu cầu củaphụ tải mà ta có thể cho hai máy vận hành song song hoặc chỉ cần một máy làm việc.Vậy chọn 2 máy biến áp loại 4000 kVA- 35/10 kV là hợp lý

SdmB

[kVA]

Udm[kV]

∆P0[kW]

∆PN[kW]

I0[%]

UN[%]

III.3 Chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng:

- Các máy biến áp của trạm biến áp phân xưởng cũng được chọn giống nhưMBA của trạm BATT.Các máy biến áp phân xưởng do có công suất không lớn lắmnên ta có thể chọn loại máy do các hãng ở trong nước sản xuất và không cần hiệuchỉnh theo nhiệt độ ( Hệ số hiệu chỉnh khc =1) Chọn MBA do công ty thiết bị điện

Trang 30

88,961

3 618,466

2 1265,92

7 340,902

4 816,486 6

B4

B3 B2

B1 B5

2 1265,92

7 340,902

4 816,486 6

176,483

11

26

8 126,063

5 478,01

1 1217,31

PPTT B4

B3 B2

B1

B6 B5

PAII

Trang 31

88,961

3 618,466

2 1265,92

7 340,902

4 816,486 6

B4

B3 B2

B1 B5

2 1265,92

7 340,902

4 816,486 6

176,483

11

26

8 126,063

5 478,01

1 1217,31

B4

B3 B2

B1 B6

BATT

B5

PAIV

Trang 32

- Phương án A Đặt 5 TBA phân xưởng

Chọn máy biến áp phân xưởng:

Các máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng chọn loại do Công ty thiết bị điện

Đông Anh chế tạo,không phải hiệu chỉnh nhiệt độ (khc= 1)

1.Trạm biến áp B 1 : cấp điện cho PX tiện cơ khí (1)

Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song song

Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 750 kVA

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng tiện Cơ khí sau khi cắt bớt một sốphụ tải không quan trọng trong phân xưởng:

(n-1) kqt SđmB≥Sttsc = 0,7 Stt (1)

SđmB≥ 0,7 (1)

1, 4

tt S

= 608,66 kVA

Vậy trạm biến áp B 1 đặt hai máy S đm = 750 kVA là hợp lý.

2.Trạm biến áp B 2 : cấp điện cho PX dập(2)

n khc SđmB≥Stt= 1265,92 kVA

SđmB≥

2

tt S

= 632,96 kVAChọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 750 kVA

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc làcông suất tính toán của phân xưởng dập sau khi cắt bớt một số phụ tải không quantrọng trong phân xưởng

Trang 33

3.Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho PX lắp ráp số 1(3) và bộ phận hành chính và quản

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc làcông suất tính toán của phân xưởng lắp ráp số sau khi cắt bớt một số phụ tải khôngquan trọng trong phân xưởng

4.Trạm biến áp B 4 : cấp điện cho Phân xưởng lắp ráp số 2(4); bộ phận KCS và kho

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc làcông suất tính toán của phân xưởng lắp ráp số 2 và bộ phận KCS và kho thành phẩmsau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng

(n-1) kqt SđmB≥Sttsc = 0,7 (Stt(4)+ Stt(10))

SđmB≥ 0,7.1578

5 Trạm biến áp B 5: cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí (5); phòng thínghiệm trung tâm (6); phân xưởng chế thử (7); Trạm bơm (8)

n khc SđmB≥Stt= 1121,46 kVA

SđmB≥

2

tt S

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc làcông suất tính toán của phân xưởng chế thử sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan

Trang 34

SđmB≥

4,1

.7,

0 S tt

= 258,69 kVA

- Phương án B Đặt 6 TBA phân xưởng

1.Trạm biến áp B 1 : cấp điện cho PX tiện cơ khí (1)

2.Trạm biến áp B 2 : cấp điện cho PX dập(2)

3.Trạm biến áp B 3 : cấp điện cho PX lắp ráp số 1(3) và bộ phận hành chính và quản

lý(9).Vậy trạm biến áp B 3 đặt hai máy S đm = 400 kVA là hợp lý.

4.Trạm biến áp B 4 : cấp điện cho Phân xưởng lắp ráp số 2(4); bộ phận KCS và kho

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc làcông suất tính toán của phân xưởng lắp ráp số 2 và bộ phận KCS và kho thànhphẩm(10) sau khi cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng

(n-1) kqt SđmB≥Sttsc = 0,7 (Stt(4)+ Stt(10))

SđmB≥ 0,7.1578

5 Trạm biến áp B 5: cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí (5); Trạm bơm (8).Trạm đặt 1 máy biến áp làm việc song song

* Các phân xưởng đều là hộ tiêu thụ lọa III nên ta không cần kiểm tra sự cố

Vậy trạm biến áp B 5 đặt 1 máy S đm = 750 kVA là hợp lý.

6 Trạm biến áp B 6: cấp điện cho phòng thí nghiệm trung tâm (6); phân xưởng chếthử (7) và khu nhà xe(11)

n khc SđmB≥Stt= 543,39kVA

Trang 35

2

tt S

* Kiểm tra lại dung lượng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: Sttsc làcông suất tính toán của phân xưởng chế thử sau khi cắt bớt một số phụ tải không quantrọng trong phân xưởng

SđmB≥

4,1

.7,

0 S tt

= 170,45 kVA

Bảng 1 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án A

(kVA)

Spxi(kVA)

Sttsc(kVA)

SdmB(kVA)

Trang 36

Bảng 2 - Kết quả lựa chọn MBA trong các TBA của phương án B

(kVA)

Spxi(kVA)

Sttsc(kVA)

SdmB(kVA)

IV Các phương án đi dây cho mạng điện cao áp của xí nghiệp:

IV.1 Phương án đi dây cho mạng xí nghiệp:

Vì nhà máy thuộc hộ loại I nên sẽ dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạmbiến áp trung gian BATG về trạm biến áp trung tâm BATT(PPTT) của nhà máy

Để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm lộ kép

đi từ trạm BATT(PPTT) đến các trạm biến áp phân xưởng BAPX đối với hộ loại I, loại

II và dùng cáp lộ đơn từ trạm BATT(PPTT) đến trạm BAPX đối với hộ loại III

IV.2 Sơ bộ chọn dây dẫn cho các phương án:

IV.2.1.Chọn cáp cho phương án I: Phương án sử dụng TPPTT và 5 trạm biến áp

phân xưởng

a) Chọn cáp cao áp:

- Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện Jkt;

Đường cáp từ trạm PPTT về trạm BAPX dùng loại cáp 3 lõi đồng cách điện XLPE

-35 kV có đai thép vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo;

Tra bảng (I) ta được Jkt= 3,1(A/mm2)

+ Chọn cáp từ trạm PPTT đến trạm B1(lộ kép):

Chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 50 mm2:2XLPE(3x50) với Icp= 200A

ttPX ttPX

kt

Trang 37

+ Kiểm tra điều kiện phát nóng (cáp đặt trong cùng 1 hào cáp có khc= 0,93):

khc.Icp= 0,93.200 = 186 A≥ Icb=1,4.IđmBA= 1, 4.750

3.35 = 17,32 AVậy cáp chọn đã thoả mãn điều kiện phát nóng

+ Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp (∆Umax) vì các đường cáp ngắn nên ta bỏ qua

điều kiện này

Các đường cáp khác chọn tương tự như trên ta được kết quả ghi trong bảng tổng kết:

Bảng tổng kết chọn cáp cao áp cho phương án I

(kV)

Stt(kVA)

Icb(A)

Tiết diện(mm2)

Icp(A)

L(km)

Điều kiện chọn cáp: Icp≥ Ilvmax

Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + 1 lõi trung tính cách điện PVC do hãng LENS chếtạo: (3x35 + 25) có Icp= 174 A

Trang 38

Điều kiện chọn cáp: Icp≥ Imax

Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + 1 lõi trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo:(3x35 + 25) có Icp= 174 A

Chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo:

(1x500) có Icp= 750 A

- Chọn cáp hạ áp từ TBA B5 đến phòng thí nghiệm trung tâm (6):

Phòng thí nghiệm trung tâm được xếp vào hộ loại III nên dùng cáp lộ đơn để cung cấp

Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + 1 lõi trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo:(3x95+50) có Icp= 301 A

Chọn cáp đồng hạ áp 3 lõi + 1 lõi trung tính cách điện PVC do hãng LENS chế tạo:(3x50+35) có Icp= 206 A

Trang 39

Icp(A)

L(km)

IV.2.2.Chọn cáp cho các phương án còn lại:

Bằng cách chọn giống như cho phương án I ta có bảng tổng kết cho các phương ánkhác ta được các bảng tổng kết sau:

Bảng tổng kết chọn cáp cao áp và hạ áp cho phương án II

(kV)

Stt(kVA)

Ilvmâx(A)

Tiết diện(mm2)

Icp(A)

L(km)

Trang 40

Bảng tổng kết chọn cáp cao áp và hạ áp cho phương án III

(kV)

Stt(kVA)

Ilvmâx(A)

Tiết diện(mm2)

Icp(A)

L(km)

Stt(kVA)

Ilvmâx(A)

Tiết diện(mm2)

Icp(A)

L(km)

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	1,52 MB