ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ SỐ 130_CHƯƠNG 3 pot

Số l-ợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ-ợc 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.. Kiểm tra lại du

Trang 1

Ch-ơng III

Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

III.1 Đặt vấn đề:

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh h-ởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và

kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đ-ợc coi là hợp lý phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

3 Thuận tiện và linh họat trong vận hành

4 An toàn cho ng-ời và thiết bị

5 Dể dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng tr-ởng của phụ tải điện

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

Trình tự tính tóan thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các b-ớc: 1.Vạch các ph-ơng án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí , số l-ợng , dung l-ợng của các trạm biến áp và lựa chọn chủng loại, tiết diện các đ-ờng dây cho các ph-ơng án

3 Tính toán kinh tế – kỹ thuật để lựa chọn ph-ơng án hợp lý

4 Thiết kế chi tiết cho ph-ơng án đ-ợc chọn

III.2 Các ph-ơng án cung cấp điện:

Nhà máy điện lấy điện từ nguồn có Uđm=10 kV

1.Ph-ơng án về các trạm biến áp phân x-ởng:

Các trạm biến áp đ-ợc lựa chọn trên các nguyên tắc sau:

1 Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho việc vận chuyển , lắp đặt , vận hành , sữa chữa máy biến

áp ; an toàn và kinh tế

2 Số l-ợng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp đ-ợc 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 tr-ờng hợp trạm biến áp đặt 1 máy biến áp sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp không cao Các trạm biến áp cung cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt 2 máy biến áp , hộ loại III có thể chỉ đặt 1 máy biến áp

3 Dung l-ợng các máy biến áp đ-ợc chọn theo điều kiện:

n.khc.Sđm ≥Stt

và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA)

SS (n-1) khc.Sđm ≥Stt

Trong đó:

n- số máy biến áp có trong trạm biến áp

khc- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi tr-ờng, ta chọn loại máy biến áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc= 1

Kqt- hệ số quá tải sự cố, kqt= 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm , thời gian quá tải trong một ngày đêm không v-ợt quá 6h tr-ớc khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93

Trang 2

Stt sc– công suất tính toán sự cố Khi sự cố 1 MBA có thể loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung l-ợng của MBA, nhờ vậy có thể giảm nhẹ đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình th-ờng Giả thiết trong các hộ loại I co 30% là phụ tải loại III nên Stt sc= 0,7.Stt

Đồng thời 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, sữa chữa

và kiểm tra định kỳ

a Ph-ơng án 1: Đặt 6 trạm biến áp phân x-ởng

Trong đó:

* Trạm biến áp B 1: 2 MBA cấp điện cho phân x-ởng cơ khí 1 và 2

n.khc.SddmB ≥ Stt = (456,189 + 84,419) = 540,6 kVA

SđmB≥ 540,62 = 270,3 kVA

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 320 kVA

Kiểm tra lại dung l-ợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố:

Stt sc lúc này chính là công suất tính toán cho phòng thí nghiệm và phân x-ởng

số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x-ởng (30% phụ tải loại 3), còn phòng thí nghiệm là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

n.khc.SddmB ≥ Stt sc= 0,7.Stt

SđmB≥ 0 7 0 7 540 6

1 4 1 4

, tt ,

Vậy trạm biến áp B1 đặt hai máy biến áp Sđm= 320 kVA

* Trạm biến áp B 2: 1 MBA cấp điện cho phân x-ởng lắp ráp và cơ điện : n.khc.SddmB ≥ Stt = 230,607+277,514 = 508,121kVA

SđmB≥ 508,121

2 = 254,061 kVA.

số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x-ởng (30% phụ tải loại 3)

n.khc.SddmB≥ Stt sc = 0,7.Stt

SđmB≥ 0 7 0 7 508 121

tt

S  x = 254,061 kVA

* Trạm biến áp B 3 : 2 MBA cung cấp cho Nhà hành chính và phòng bảo vệ:

n.khc.SddmB ≥ Stt = 134,80+1,015 =135,8kVA

SđmB≥ 135,8

2 = 67,9 kVA.

Trang 3

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm= 100 kVA.

SđmB≥ 0 7 0 7135 8

1 4 1 4

,S  tt , = 67,9 kVA

* Trạm biến áp B 4 : 2 MBA cung cấp cho phân x-ởng đúc gang và mộc

mẫu :

n.khc.SddmB ≥ Stt = 577,469+175,746= 753,2kVA

SđmB≥ 753,2

2 = 376,608 kVA.

SđmB≥ 0 7 0 7 753 2

1 4 1 4

, tt ,

* Trạm biến áp B 5 : 2 MBA cung cấp cho phân x-ởng đúc thép và rèn ,dập :

n.khc.SddmB ≥ Stt =578,842+467,031 = 1045,873 kVA

SđmB≥ 1045,873

2 =522,9 kVA.

số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x-ởng (30% phụ tải loại 3), còn phân x-ởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

SđmB≥ 0 7 0 7 1054 873

Trang 4

* Trạm biến áp B 6 : 2 MBAcung cấp cho phòng kiểm nghiệm, kho vật t- và

kho sản phẩm :

n.khc.SddmB ≥ Stt = 216,903+44,755+64,122=325,78 kVA

SđmB≥ 325,78

2 = 162,89 kVA.

Vậy ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm=180 kVA

số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x-ởng (30% phụ tải loại 3), còn bộ phận nén ép và trạm bơm là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

SđmB≥ 0 7 0 7 325 78

, tt ,

S  x = 162,89 kVA

b Ph-ơng án 2: Đặt 4 trạm biến áp phân x-ởng.

* Trạm biến áp B 1: 2 MBA cấp điện cho phân x-ởng cơ khí 1 và 2, phân x-ởng lắp ráp, phân x-ởng cơ điện :

n.khc.SddmB ≥ Stt =456,189+84,419+230,607+277,514= 1049kVA

SđmB≥ 1049

2 = 524,5 kVA.

số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x-ởng (30% phụ tải loại 3), còn phòng thí nghiệm là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

SđmB≥ 0 7 0 7 1049

1 4 1 4

, , , tt ,

S  x = 524,5 kVA

* Trạm biến áp B 2: 2MBA cung cấp cho phòng kiểm nghiệm, kho vật t-, kho sản phẩm, nhà hành chính và phòng bảo vệ :

n.khc.SddmB ≥ Stt = 216,903+44,755+64,122+134,8+1,015=461,6 kVA

SđmB≥ 461,6

2 = 230,8 kVA.

Trang 5

n.khc.SddmB≥ Stt sc = 0,7.Stt

SđmB≥ 0 7 0 7 461 6

1 4 1 4

, tt ,

* Trạm biến áp B 3 : 2 MBA cung cấp cho phân x-ởng đúc gang và mộc

mẫu :

n.khc.SddmB ≥ Stt = 577,469+175,746= 753,2kVA

SđmB≥ 753,2

2 = 376,608 kVA.

SđmB≥ 0 7 0 7 753 2

1 4 1 4

, tt ,

* Trạm biến áp B 4 : 2 MBA cung cấp cho phân x-ởng đúc thép và rèn ,dập :

n.khc.SddmB ≥ Stt =578,842+467,031 = 1045,873 kVA

SđmB≥ 1045,873

2 =522,9 kVA.

số 1 sau khi cắt một số phụ tải không quan trọng trong phân x-ởng (30% phụ tải loại 3), còn phân x-ởng sữa chữa cơ khí là phụ tải loại 3 nên khi sự cố có thể tạm ngừng cung cấp điện:

SđmB≥ 0 7 0 7 1054 873

2 Xác định vị trí các trạm biến áp phân x-ởng:

Trong các nhà máy th-ờng sử dụng các kiểu trạm biến áp phân x-ởng:

* Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân x-ởng có thể dùng loại liền kề có một t-ờng của trạm chung với t-ờng của phân x-ởng nhờ vậy tiết kiệm đ-ợc vốn xây dựng và ít ảnh h-ởng đến công trình khác

* Trạm lồng cũng đ-ợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn

bộ một phân x-ởng vì có chi phí đầu t- thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song

về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân x-ởng không cao

Trang 6

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

Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho ng-ời cũng nh- thiết bị , đảm bảo mỹ quan công nghiệp ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và

mở rộng sản xuất

Để lựa chọn đ-ợc vị trí đặt các trạm biến áp phân x-ởng cần xác định tâm phụ tải của các phân x-ởng hoặc nhóm phân x-ởng đ-ợc cung cấp điện từ các trạm biến áp đó

* Xác định vị trí đặt trạm biến áp B1 (ph-ơng án 1):cung cấp điện cho phòng thí nghiệm và phân x-ởng số 1:

x01=





n

i i

n

i i

S

xi S

1

.

= 546 189 53 84 419 22

546 189 84 419

y01=





n

i i

n

i i

S

yi S

1

.

= 546 189 182 84 419 182

546 189 84 419

Căn cứ vào vị trí của nhà x-ởng ta đặt trạm biến áp B1 tại vị trí M()

Đối với các trạm biến áp phân x-ởng khác , tính toán t-ơng tự ta xác định đ-ợc

vị trí đặt phù hợp cho các trạm biến áp phân x-ởng trong phạm vi nhà máy

Vị trí tính toán biến áp phân x-ởng đ-ợc ghi trong bảng d-ới đây:

Vị trí tính toán

ph-ơng án 1

ph-ơng án 2

Vị trí tính toán để đặt trạm biến đ-ợc cho ở bảng trên tuy nhiên trong thực

tế không đặt theo vị trí nh- trên mà còn tùy vào vị trí của các phân x-ởng trong nhà máy và thẩm mỹ quan của nhà máy mà ta đặt cho hợp lí

Kết quả đặt các trạm biến áp đ-ợc cho d-ới bảng sau:

Trang 7

Vị trí đặt

ph-ơng án 1

ph-ơng án 2

3 Ph-ơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân x-ởng:

a Các ph-ơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp.0 phân x-ởng:

* Ph-ơng án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:

Đ-a đ-ờng dây trung áp 35 kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân x-ởng Nhờ đ-a điện áp cao vào trạm biến áp phân x-ởng sẽ giảm

đ-ợc vốn đầu t- xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm biến áp phân phối trung tâm , giảm đ-ợc tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng Tuy nhiên nh-ợc điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết

bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao,

nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân x-ởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến ph-ơng án này

Do nhà máy lấy điện từ nguồn 10 kV nên ta sử dụng trạm phân phối trung tâm để cung cấp điện cho nhà máy

* Ph-ơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT):

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân x-ởng 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 đ-ợc gia tăng, song vốn đầu t- cho mạng cũng lớn hơn Trong thực tế đây là ph-ơng án th-ờng đ-ợc

sử dụng khi điện áp nguồn không cao hơn 35 kV , công suất các phân x-ởng t-ơng đối lớn

b Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian (của nhà máy), trạm phân phối trung tâm:

Dựa trên hệ trục tọa độ xoy đã chọn có thế xác định đ-ợc trung tâm phụ tải điện của nhà máy:

x 0 =



n i

n i i

S

x S

1

.

; y 0 =



n i

n i i

S

y S

1

Trong đó:

Si– công suất tính toán của phân x-ởng thứ i

xi, yi– tọa độ tâm phụ tải thứ i

Trang 8

x 0 =



n i

i i

S

x S

1

.

= 102

y 0 =



n i

n i i

S

y S

1

.

=151

Vị trí tốt nhất để đặt TBATG hoặc TPPTT có tọa độ M(110,150)

c Lựa chọn các ph-ơng án nối dây của mạng cao áp:

Nhà máy thuộc hộ loại I, nên đ-ờng dây từ trạm biến áp về trung tâm cung cấp ( TPPTT) của nhà máy sẽ dùng lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân x-ởng 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 x-ởng đều đ-ợc cấp điện từ một đ-ờng dây riêng nên ít ảnh h-ởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện không cao, dể thực hiện biện pháp bảo vệ, tự động hóa và dễ vận hành Để đảm bảo mỹ quan và an toàn các tuyến giao thông nội bộ Từ những phân tích thêm có thể đ-a ra 2 ph-ơng án thiết kế mạng cao áp đ-ợc trình bày trong hình d-ới đây:

Trang 9

III.3 Tính toán kinh tế- kỹ thuật ,lựa chọn ph-ơng án hợp lý:

Để so sánh và lựa chọn ph-ơng án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí tính toán

Z và chỉ xét đến những phần khác nhau trong các ph-ơng án để giảm khối l-ợng tính toán:

Z =(avh +atc).K+3I2

max.R.τ.c → min Trong đó:

avh –hệ số vận hành , avh = 0,1;

atc –hệ số tiêu chuẩn, atc = 0,2;

K-vốn đầu t- cho trạm biến áp và đ-ờng dây;

Imax-dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị;

R-điện trở của thiết bị;

τ – thời gian tổn thất công suất lớn nhất;

c- giá tiền 1kWh tổn thất điện năng , c = 1000 đ/kWh

1 Ph-ơng án I:

Ph-ơng án sử dụng TPPTT nhận điện 10kV từ hệ thống về cung cấp cho các trạm biến áp phân x-ởng Các trạm biến áp phân x-ởng đều hạ từ điện áp 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân x-ởng

a Chọn máy biến áp phân x-ởng và xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp:

Trang 10

* Chọn máy biến áp phân x-ởng:

Trên cơ sở chọn đ-ợc công suất MBA ở phần trên ta có bảng kết quả chọn MBA cho các trạm biến áp phân x-ởng:

Bảng kết quả lựa chọn MBA trong các trạm biến áp của ph-ơng án I

Tên

TBA (kVA)Sđm U(kV)c/Uh (kW)ΔP0

ΔPn (kW)

Un (%) (%)I0 máySố Đơngiá

(106

đ)

Thành tiền (106đ)

Tổng vốn đầu cho trạm biến áp :KB= 463,48x106đ

* Xác định tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp:

Tổn thất điện năng ΔA trong các trạm biến áp đ-ợc tính theo công thức:

ΔA = n ΔP0.t +

n

1 ΔPn 

2













dm

tt

S

kWh Trong đó:

n-số máy biến áp ghép song song (n = 2)

t-thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm t=8760h

τ-thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	203,14 KB