Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy Z10

Trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc,các sản phẩm cơ khí có vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy nhà máy cơ khí chiếm vị trí lớn trong nền kinh tế quốc dân. Các máy móc của nhà máy sản xuất cơ khí đợc trang bị hiện đại. Để đảm bảo chất lợng cũng nh số lợng của sản phẩm các nhà máy đòi hỏi nguồn cung cấp điện đáng tin cậy. 1.2 Quy mô và năng lực của xí nghiệp: Nhà máy Z10 là một nhà máy có quy mô lớn. Nhà máy có các phân xởng với các phụ tải điện nh sau:

Trang 1

1 loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp

1.1 Loại ngành nghề:

Trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc,các sản phẩm cơ khí có vaitrò rất quan trọng Chính vì vậy nhà máy cơ khí chiếm vị trí lớn trong nền kinh tế quốc dân

Các máy móc của nhà máy sản xuất cơ khí đợc trang bị hiện đại Để đảm bảo chấtlợng cũng nh số lợng của sản phẩm các nhà máy đòi hỏi nguồn cung cấp điện đáng tin cậy

1.2 Quy mô và năng lực của xí nghiệp:

Nhà máy Z10 là một nhà máy có quy mô lớn Nhà máy có các phân xởng với cácphụ tải điện nh sau:

STT Tên phân xởng Ptt(kW) Qtt(kVAr) Hộ phụ tải

Để quy trình sản xuất của nhà máy đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm chất lợng

điện năng và độ tin cậy cấp điện cho toàn nhà máy và các phân xởng trong nhà máy

2 giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp

2.1Các đặc điểm của phụ tải điện:

Phụ tải điện trong nhà máy có thể phân ra thành hai phụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thờng làm ở chế độ dài hạn điện áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 V ở tần số 50 Hz

Trang 2

2.2 Các yêu cầu về cung cấp điện cho nhà máy:

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để vạch ra phơng thức cấp điện cho từng thiết bị cũng nh cho các phân xởngtrong nhà máy, đánh giá tổng thể của nhà máy ta thấy tỷ lệ phụ tải loại I chiếm hơn

50o/o do đó nhà máy đợc dánh giá là nhà máy loại I Vì vậy phải đảm bảo yêu cầu cung cấp điện đợc liên tục

3 Phạm vi đề tài

Đây là một đề tài thiết kế nhng do thời gian có hạn nên việc tính toán chi tiết tỉ

mỷ cho công trình là một khối lợng lớn đòi hỏi thời gian dài do đó chỉ chọn những hạng mục quan trọng của công trình

Sau đây là nội dung chính của bản thiết kế:

+ Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng cơ khí

+ Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

+ Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xởng và toàn nhà máy

+ La chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện

+ Thiết kế hệ thống bảo vệ và đo lờng cho trạm biến áp

Chơng IIXác định phụ tải tính toán cho phân xởng cơ khí và toàn nhà máy

2-1.Đặt vấn đề

Khi chúng ta bắt tay vào thiết kế một hệ thống cung cấp điện nhiệm vụ đầu tiêncủa chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy Để xác định phụ tải điệncho một phân xởng thì chúng ta dựa vào máy móc thực tế cho phân xởng đó, xác

định phụ tải của toàn xí nghiệp phải xét tới khả năng mở rộng xí nghiệp trong tơnglai gần

Trang 3

hành Phụ tải đó đợc gọi là phụ tải tính toán.

*Các đại lợng cơ bản và các hệ số tính toán:

1.Công suất định mức:

Công suất định mức của các thiết bị điện thờng đợcc nhà chế tạo ghi sẵn trong lýlịch máy hoặc trên nhãn máy Đối với động cơ, công suất định mức chính là côngsuất trên trục động cơ

Công suất đặt trên trục động cơ đợc tính nh sau:

- ηđc : Hiệu suất định mức của động cơ

Trên thực tế, hiệu suất của đông cơ tơng đối cao nên có thể coi Pđ ≈ Pđm

Đối với các thiiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nh : cần trục , máy hàn khitính phụ tải điện của chúng, phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn, tức là làmviệc có hệ số tiếp điện ε% = 100% Công thức quy đổi:

+ Đối với động cơ : P’đm = Pđm ε%

+ Đối với máy biến áp hàn : P’đm = Sđm.cosϕ ε%

Trong đó: P’đm : Là công suất định mức đã quy đỗi

2.Phụ tải trung bình(P tb ):

Là một đặc trng tĩnh của phụ tải trong khoảng thời gian nào đó Tổng phụ tảitrung bình của các thiết bị cho ta căn cứ đánh giá giới hạn của phụ tải tính toán.Trong thực tế phụ tải trung bình đợc tính theo công thức sau:

Trong đó: ∆P; ∆Q Là điện năng tiêu thụ trrong thời gian khảo sát

Phụ tải trung bình cho các nhóm thiết bị:

Ptb = ∑

=

n 1

i ptb ; Qtb = ∑

=

n 1

Biết phụ tải trung bình ta có thể đánh giá mức độ sử dụng thiết bị

3.Phụ tải cực đại (P max ):

- Là phụ tải trung bình lớn nhất trrong khoản thời gian tơng đối ngắn (từ 5-30phút) ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày

- Phụ tải đĩnh nhọn là phụ tải xuất hiện trong khoảng thời gian (1-2 giây) thơngxẩy ra khi mở máy động cơ …

Trang 4

4.Phụ tải tính toán (P tt ):

Là phụ tải đợc giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế biến đổi vềmặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói cách khác phụ tải tính toán cũng là nhiệt độ lớnnhất do phụ tải thực tế gây ra: Ptb≤ Ptt≤ Pmax

5.Hệ số sử dụng(k sd ):

Là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất định mức của thiết bị

+ Đối với 1 thiết bị: ksd = dm

tb

PP

+ Đối với nhóm thiết bị : ksd = ∑

∑

=

n 1

PP

Hệ số sử dụng nói lên mức độ khai thác công suất trong một chu kỳ làm việc

Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là số thiết bị hiệu quả (nhq) và hệ

số sử dụng ksd nên khi tính toán thờng tra đờng cong kmax = f(nhq;ksd)

9.Hệ số thiết bị hiệu quả:

Trang 5

2 dmi

1

)P(P

Khi số thiết bị trong nhóm > 5 đợc tính:

- Trớc hết tính: n* = n

n1 ; P* = P

Sau khi có đợc n*; P* tra bảng đờng cong ta tìm đợc: n*hq : nhq = n.n*hq

2-2.Giới thiệu các phơng pháp tính phụ tải tính toán

a- Khái niệm về phụ tải tính toán:

Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trangthiết bị CCĐ trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ Trong thực tế vậnhành ở chế độ dài hạn ngời ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phátnóng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ), ngoài

ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không đợc gây tác động cho các thiết bị bảo vệ ( ví

dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ kháckhông đợc cắt) Nh vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tơng đơng vớiphụ tải thực tế về một vài phơng diện nào đó Trong thực tế thiết kế ngời ta thờngquan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất và vìvậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định: Phụ tải tính toán theo

điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất

- Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổitơng đơng với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất

- Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thờng gọi là phụ tải đỉnh nhọn) Là phụtải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong 1 thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây, chúng cha gây

Trang 6

ra phát nóng cho các trang thiết bị nhng lại gây ra các tổn thất và có thể làm nhẩycác bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất hiệnkhi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác.

b- Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán:

Một số phơng pháp tính phụ tải thờng đợc dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện :

- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích sảnxuất

- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn

vị thành phẩm

- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng

- Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phơng

- Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

1 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Ptt = knc.∑

=

n 1

tt

2 tt

Trang 7

thiết bị (kW, kVAr, kVA)

2 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích sản xuất:

Công thức tính:

Ptt= Po F Trong đó :

• Po : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m2) Giá trị Po tra đợc trong các sổ tay

• F : Diện tích sản xuất (m2)

Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trêndiện tích sản xuất, nên nó thờng đợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kếchiếu sáng

3 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một

Trong đó :

- M: Số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất ra trong 1 năm

- Wo: Suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm (kWh)

- Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (giờ)

Trang 8

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụtải ít biến đổi nh : Quạt gió, bơm nớc, máy nén khí, thiết bị điện phân khi đó phụtải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tơng đối chính xác.

4 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại:

Công thức tính:

Ptt = kmax.ksd.∑

=

n 1

PTrong đó :

- n: Số thiết bị điện trong nhóm

- Pđmi: Công suất thiết bị thứ i trong nhóm

- Kmax: Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ:

kmax= f (nhq, Ksd)Trong đó :

• nhq : Số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùngcông suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toáncủa nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc và côngsuất khác nhau) Công thức để tính nhqnh sau:

nhq =

2

n 1 i

2 dm

n 1

- Pđmi: Công suất định mức của thiết bị thứ i

- n : Số thiết bị có trong nhóm

Khi n lớn thì việc xác định nhq theo công thức trên mất thời gian nên có thể xác

định nhqmột cách gần đúng nh sau:

1 Khi m =Pđmmax/ Pđmmin ≤3 và ksd≥0,4 thì lấy nhq=n

Trong đó : Pđmmax , Pđmmin : Công suất định mức lớn nhất và bé nhất của các thiết bị trong nhóm

Trang 9

=

3 Khi m>3 và Ksd< 0,2 thì số nhqđợc xác định theo trình tự sau:

+ Tính nl - Số thiết bị có công suất ≥0,5 Pđmmax

+ Tính Pl - Tổng công suất của nl thiết bị kể trên

Pt = ∑

=

n 1

P

+ Tính n*= n

n1

; P= P

P1 P: Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định đợc nhq* = f(n,p)

Cũng cần phải quy đổi công suất về 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha

* Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha

Pqd = 3.Pđmfamax

Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây

Pqd= 3 Pđm

Chú ý : Khi số hộ tiêu thụ hiệu quả nhq <4 thì có thể dùng phơng pháp đơn giản sau

để xác định phụ tải tính toán:

+ Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn lấy bằng công suất danh định của các thiết bị đó tức là :

Trang 10

Ptt = ∑

=

n 1

Pn: Số hộ tiêu thụ thực tế trong nhóm

+ Khi số hộ tiêu thụ (số thiết bị ) trong nhóm >3 nhng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả

<4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức:

Ptt = ∑

=

n 1

P.k

- kti : Hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy nh sau

- 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

5 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng:

- Khd: Hệ sô hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay

- Ptb: Công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

Ptb = T

AT

P

T 0

dt

=

∫

Trong đó:

- A: Điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T

6 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phơng.

Công thức tính:

Ptt = Ptb±β.δ

Trong đó :

- β : Hệ số tán xạ

- δ : Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của

Trang 11

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

Theo phơng pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm việc bình thờng và đợc tính theo công thức sau:

Idn= Ikd(max) + (Itt - ksd.Idm(max))

Trong đó:

- Ikd(max) Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy

- Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy

- Idm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động

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

2-3.Xác định phụ tải tính toán của phân xởng cơ khí

Với phân xởng cơ khí đề thiết kế đã cho các thông tin khá chi tiết về phụ tải vìvậy để có kết quả chính xác ta chọn phơng pháp tính toán là : xác định phụ tải tínhtoán theo công suất trung bình và hệ số cực đại Nội dung cơ bản của phơng phápnày đã đợc nêu ở phần trên

Phụ tải phân xởng bao gồm phụ tải điện chiếu sáng và phụ tải động lực

Căn cứ vào vị trí lắp đặt, vào tính chất và chế độ làm việc của thiết bị có thể chiathành 4 nhóm:

1 Tính toán cho phụ tải nhóm 1

Trang 12

Ta có số thiết bị trong nhóm 1 n = 6, n1 = 2

⇒ n* =

0,336

- P1 là tổng công suất của n1 thiết bị

- P là công suất định mức của cả tổng nhóm thiết bị

P

+ Với n* = 0,33 và P* = 0,35 tra bảng PL1.4 ta đợc : nhq* = 0,95

⇒ n hq =n n hq*. =0,95.6 5,7 6= ≈

Tra bảng PL1.5 với nhq = 6, ksd = 0,2 đợc kmax= 2,24

Hệ số công suất của nhóm cosφ = 0,65 , tgφ = 1,17

b/ Xác định công suất tính toán của nhóm 1

+ Công suất tính toán của nhóm 1:

U =

22,40,38 3 = 34 (A)

Các thiết bị của nhóm 2:

STT Tên thiết bị Kí hiệu Pđm(kW,kVA) cosφ Ksd

Trang 13

P

⇒ n hq =n n hq*. =0,91.7 6,37 6= ≈

Tra bảng PL1.5 với nhq = 6, ksd = 0,2 đợc kmax= 2,24

Trang 14

U =

26,60,38 3 = 40,4 (A)

5.3 10.2 12 7 54

Trang 15

⇒P* =

0,554

Tra bảng PL1.5 với nhq = 6 ,ksd = 0,2 đợc kmax= 2,24

U =

37,20,38 3 = 56,6 (A)

Đối với máy biến áp hàn là thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại cần phải quy

đổi về chế độ làm việc dài hạn :

Trang 16

P

⇒ n hq =n n hq*. =0,94.7 6,58 7= ≈

Tra bảng PL1.5 với nhq = 7 ,ksd = 0,2 đợc kmax= 2,10

Trang 17

c/ Dòng tính toán của nhóm 4:

Itt4 =

tt4

S3

U =

55,60,38 3 = 84,5 (A)

• Phụ tải chiếu sáng của toàn phân xởng đợc lấy theo công suất chiếu sáng trên đơn

vị diện tích P0 =15(W/m2) tất cả dùng đèn huỳnh quang có cosφ = 0,8 tgφ = 0,75.Diện tích phân xởng là F = 42x16 = 672 m2

Trang 18

Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta cã b¶ng tæng kÕt sau:

STT Néi dung Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) Itt (A)

cs

S

(A)b/ C«ng suÊt tÝnh to¸n ph©n xëng(kÓ c¶ chiÕu s¸ng): Ptt = 200 (kW)

c/ C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tÝnh to¸n ph©n xëng(kÓ c¶ chiÕu s¸ng):

Trang 19

S

cs

S

Qtt = 300 (kVAr)

d/ C«ng suÊt tÝnh to¸n toµn phÇn cña toµn ph©n xëng:

Trang 20

S

Trang 21

S

cs

S

Qtt = 100 (kVAr)

Trang 22

S

Trang 23

S

cs

S

Qtt = 35 (kVAr)

Trang 24

S

Trang 25

S

cs

S

(A)b/ C«ng suÊt tÝnh to¸n Gara = c«ng suÊt chiÕu s¸ng: Ptt =7,05 (kW)

c/ C«ng suÊt ph¶n kh¸ng : Qtt = Qcs = 5,3 (kVAr)

d/ C«ng suÊt tÝnh to¸n toµn phÇn :

Stt = Scs = 8,8 (kVA)

Trang 26

S

(A)b/ Công suất tính toán : Ptt =Pcs = 1,68 (kW)

2-4.Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy:

+ Công suất tác dụng tính toán của toàn xí nghiệp:

Qtt = kđt 1

0,8.2010,42 1608

n pxi i

Trang 27

ttxn ttxn

2-5 Biểu đồ phụ tải của các phân xởng trong nhà máy

1 Khái niệm và cách xác định biểu đồ phụ tải.

- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đềquan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao,

đảm bảo đợc chi phí hàng năm nhỏ Để xác định đợc vị trí đặt các trạm biến áp taxây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phânxởng theo một tỉ lệ lựa chọn

- Mỗi phân xởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đờng tròn biểu đồ phụ tải trùngvới tâm của phụ tải phân xởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân xởng

đồng đều theo diện tích phân xởng

- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung đợc rõ ràng sự phân bố phụ tải trong xínghiệp

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tơng ứng với

Trang 28

phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.

Bán kính vòng tròn phụ tải tính toán của phân xởng:

S

.360

=α

Chọn m= 2 kVA/mm2 trên mặt bằng tỉ lệ 1/1000 Bán kính vòng tròn phụ tải lúc này là

1

360 360 10,08

18,2200

2

360 360 10,08

46,483,84

cs tt

S S

Trang 29

0 5

5

360 360 8,4

6,7450

cs tt

S S

0 6

6

360 360 10,5

8,4450

cs tt

S S

0 7

7

360 360 6,83

17,6140

cs tt

S S

0 8

8

360 360 9,45

18,9180

cs tt

S S

0 9

9

360 360 16,8

35,6170

cs tt

S S

0 10

10

360 360 10,8

194,420

cs tt

S S

0 11

11

360 360 12,04

86,750

cs tt

S S

0 12

12

360 360 31,35

14180

cs tt

S S

0 13

13

360 360 7,05

3607,05

cs tt

S S

0 14

14

360 360 1,68

3601,68

cs tt

S S

S

S x x

S

S y y

Chọn hệ trục toạ độ nh trên sơ đồ mặt bằng, tỉ lệ xích lấy trên mặt bằng và theo tỉ

Trang 30

14 B¶o vÖ 112 1,68 1,68 2,1 0,6 360 67 9

15 Träng t©m

Trang 31

Chiếu sáng

Động lực

M(94;203)

250 Y

100 50

8 1 3 2

7 6 5 4

Biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí Z10 (Tỉ lệ 1/1000)

Trang 32

Chơng III thiết kế mạng đIện cao áp

I Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện.

Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa dạng Nó phụ thuộc vào công suất yêu cầu của từng nhà máy Khi thiết kế các sơ đồ cung cấp

điện phải lu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc trng cho từng nhà máy riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa hình Các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý

Trang 33

ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cũng nh mớc độ tin cậy cung cấp

điện Một sơ đồ cung cấp điện đợc gọi là hợp lí nếu nó thoả mãn những yêu cầu cơbản sau:

- Đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- Thuận tiện cho việc vận hành bảo trì và sửa chữa

- An toàn cho ngời vận hành và thiết bị

- Dễ dàng đáp ứng các yêu cầu phát triển của phụ tải

II Các tiêu chí lựa chọn sơ đồ.

1.Lựa chọn vị trí đặt TBA.

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp

điện Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện ápkhác Các trạm biến áp, trạm phân phối, đờng dây tải điện cùng với các máy phát

điện làm thành hệ thống phát và truyền tải điện năng

Dung lợng của MBA, vị trí, số lợng và phơng thức vận hành của các trạm BA có

ảnh hởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện Vì vậyviệc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phơng áncung cấp điện Dung lợng và tham số khác của máy biến áp phụ thuộc vào phụ tảicủa nó, vào cấp điện áp của mạng, vào phơng thức vận hành của máy biến áp v.v Vì vậy để lựa chọn trạm biến áp tốt nhất, chúng ta phải xét tới nhiều mặt và phảitính toán so sánh kinh tế –kỹ thuật giữa các phơng án đề ra Trên cơ sở các phơng

án đã đợc chấp nhận có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí số ợng dung lợng trạm BA trong xí nghiệp

l-Vị trí các trạm BA phân xởng phải thoả mãn các điều kiện sau:

+ An toàn và liên tục cấp điện

+ Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới

+ Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng

+ Phòng nổ, cháy, bụi bặm, khí ăn mòn

+ Tiết kiệm vốn đầu t và chi phí vận hành nhỏ

Số lợng trạm biến áp trong một xí nghiệp phụ thuộc vào mức độ tập trung hayphân tán của phụ tải trong một xí nghiệp phụ thuộc vào tính chất quan trọng củaphụ tải về mặt cung cấp điện

2 Lựa chọn số lợng máy biến áp trong TBA.

- Phụ thuộc vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải

- Phụ thuộc vào điều kiện vận chuyển lắp đặt MBA

- Phụ thuộc vào chế độ làm việc của phụ tải (đồ thị phụ tải)

3 Lựa chọn dung lợng MBA.

Để lựa chọn dung lợng và số lợng MBA ta dựa vào các nguyên tắc sau:

+ Dung lợng các trạm biến áp trong 1 xí nghiệp nên đồng nhất (ít chủng loại ) để

Trang 34

đơn giản số lợng và dung lợng MBA dự phòng trong kho

+ Sơ đồ nối dây nên đơn giản đồng nhất và chú ý đến sự phát triển của phụ tải saunày

+ Trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại I nên dùng 2 máy biến áp Đối vớitrạm phụ tải loại II nên dùng 2 MBA hay không phải tiến hành so sánh kinh tế kỹthuật Đối với trạm phục vụ cho phụ tải loại III chỉ có thể dùng 1 MBA

- MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm

- Mỗi ngày đêm không quá 6 giờ

- Trớc khi quá tải thì hệ số tải của MBA: kt ≤ 0,93.

Nếu vi phạm 1trong 3 nguyên tắc trên thì chọn kqt bằng cách tra bảng

Sttsc: công suất tính toán sau khi đã loại bỏ các phụ tải loại 3 thậm chí cảnhững phụ tải loại 2 không quan trọng

Trạm có n máy, khi có sự cố 1 máy thì những MBA còn lại với khả năng quátải sự cố thì phải cung cấp điện đợc cho những phụ tải quan trọng Giả thiết trongcác hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên Sttsc=0,7Stt

III Vạch các phơng án cung cấp điện.

Phơng án cung cấp điện bao gồm những vấn đề chính sau : cấp điện áp nguồn

điện, sơ đồ nối dây, phơng thức vận hành đó là những vấn đề rất quan trọng Bởivì xác định đúng đắn và hợp lý các vấn đề đó sẽ ảnh hởng trực tiếp tới việc vậnhành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống cung cấp điện Sai lầm trong khixác định các phơng án cung cấp điện sẽ gây hậu quả xấu trong lâu dài về sau Vì vậy việc xác định đơc phơng án cung cấp điện hợp lý nhất, chúng ta phải thuthập và phân tích đây đủ dữ liệu ban đầu, trong đó quan trọng nhất là dữ liệu phụtải điện

Một phơng án cung cấp điện đợc coi là hợp lý nếu thoả mãn những yêu cầu cơbản sau :

+ Đảm bảo chất lợng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong phạm vicho phép

+ Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp yêu cầu của phụ tải + Thuận tiện trong vận hành lắp ráp và sữa chữa

Trang 35

*Phơng án I:

Sử dụng 1 trạm biến áp trung gian đặt tại trọng tâm phụ tải đã xác định đợc ở

ch-ơng trớc.Trạm BATG này hạ điện áp từ 35 kV xuống 6 kV cung cấp cho các trạmbiến áp phân xởng.Chọn 3 trạm biến áp phân xởng B1,B2,B3

- Trạm B1 cung cấp cho phân xởng tiện cơ điện,cơ khí 1, cơ khí 2,phân xởng rèndập.Công suất tính toán của nhóm phân xởng này là Stt = 1270 kVA.Đặt 2 máy biến

áp làm việc song song

Ta có: 2.1.S dmB ≥S tt =1270

⇒

1270

6352

dmB

Vậy có thể chọn máy biến áp công suất 750 kVA cho trạm này

Kiểm tra tra lại dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố khitrong trạm có một máy bị hỏng:

(n-1)kqt.SđmB≥0,7.Stt

SđmB≥ 1 4

S 7

0 tt

,

=

0,7.12701,4 =635 kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 máy Sđm=750 kVA là hợp lý

- Trạm B2 cung cấp cho các phân xởng: Đúc thép, đúc gang, mộc mẫu.Công suấttính toán của nhóm phân xởng này là Stt = 1312 kVA.Đặt 2 máy biến áp làm việc song song

Ta có: 2.1.S dmB ≥S tt =1312 ⇒ S dmB ≥ 3122 =656kVA

(n-1)kqt.SđmB≥0,7.Stt ⇒ SđmB≥ 1 4

S 7

0 tt

,

=

0,7.13121,4 = 656 kVA Vậy trạm biến áp B2 đặt 2 máy Sđm= 750 kVA là hợp lý

- Trạm B3 cung cấp cho các phân xởng còn lại.Công suất tính toán của nhóm này

là Stt = 643,4 kVA.Đặt 2 máy biến áp làm việc song song

Ta có: 2 S dmB ≥S tt =643,4 ⇒ S dmB ≥ 643,42 =321,7kVA

Vậy có thể chọn 2 máy biến áp công suất 400 kVA cho trạm này

(n-1)kqt.SđmB≥0,7.Stt ⇒ SđmB≥ 1 4

S 7

0 tt

,

=

0,7.643,4

321,71,4 =

kVA Vậy trạm biến áp B3 đặt 2 máy Sđm= 400 kVA là hợp lý

Trang 36

Trạm Phụ tải của trạm Stt

(kVA)

Số máy Dung lợng

(kVA/máy)35/6 kVB1 Phân xởng cơ khí 1Phân xởng cơ điện

Phân xởng cơ khí 2Phân xởng rèn,dập

*Phơng án II:

Sử dụng 1 trạm biến áp trung gian đặt tại trọng tâm phụ tải đã xác định đợc ở

ch-ơng trớc.Trạm BATG này hạ điện áp từ 35 kV xuống 6 kV cung cấp cho các trạmbiến áp phân xởng.Chọn 3 trạm biến áp phân xởng B1,B2,B3

- Trạm B1 cung cấp cho phân xởng tiện cơ điện,cơ khí 1, cơ khí 2,phân xởng rèndập.Công suất tính toán của nhóm phân xởng này là Stt = 1270 kVA.Đặt 2 máy biến

áp làm việc song song

Ta có: 2.1.S dmB ≥S tt =1270

⇒

1270

6352

dmB

SđmB≥ 1 4

S 7

0 tt

,

=

0,7.12701,4 =635 kVA Vậy trạm biến áp B1 đặt 2 máy Sđm=750 kVA là hợp lý

- Trạm B2 cung cấp cho các phân xởng: Đúc thép, đúc gang, mộc mẫu,kho vật Công suất tính toán của nhóm phân xởng này là Stt = 1352,3 kVA.Đặt 2 máy biến

t-áp làm việc song song

Ta có: 2.1.S dmB ≥S tt =1352,3

⇒

1352,3

676,152

dmB

Trang 37

SđmB≥ 1,4 =

676,15

- Trạm B3 cung cấp cho các phân xởng còn lại.Công suất tính toán của nhóm này

là Stt = 603,1 kVA.Đặt 2 máy biến áp làm việc song song

Ta có: 2 S dmB ≥S tt =603,1

⇒

603,1

301,552

dmB

Vậy có thể chọn 2 máy biến áp công suất 320 kVA cho trạm này

SđmB≥ 1 4

S 7

0 tt

,

=

0,7.603,1

301,551,4 =

(kVA) Số máy (kVA/máy)Dung lợngB1 Phân xởng cơ khí 1Phân xởng cơ điện

B2 Phân xởng đúc gangPhân xởng đúc thép

Phân xởng mộc mẫuKho vật t

B3 Kho sản phẩm,Nhà hành chínhLắp ráp,Kiểm nghiệm

*Phơng án III:

Sử dụng 1 tủ phân phối trung tâm đặt tại trọng tâm phụ tải đã xác định đợc ở

ch-ơng trớc.TPPTG này lấy điện áp 35 kV từ nguồn cấp phân phối cho các trạm biến

áp phan xởng.Các TBA phân xởng hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV cung cấp cho các thiết bị hạ áp.Chọn 3 trạm biến áp phân xởng B1,B2,B3

Các trạm biến áp phân xởng tơng tự nh phơng án I

Trạm Phụ tải của trạm Stt

(kVA) Số máy (kVA/máy)6Dung lợng

/0,4 kVB1 Phân xởng cơ khí 1Phân xởng cơ điện

Trang 38

B3

Lắp rápKiểm nghiệmKho vật tKho sản phẩmNhà hành chínhGaraBảo vệ

*Phơng án IV:

Sử dụng 1 tủ phân phối trung tâm đặt tại trọng tâm phụ tải đã xác định đợc ở

ch-ơng trớc.TPPTG này lấy điện áp 35 kV từ nguồn cấp phân phối cho các trạm biến

áp phan xởng.Các TBA phân xởng hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV cung cấp cho các thiết bị hạ áp.Chọn 3 trạm biến áp phân xởng B1,B2,B3

Các trạm biến áp phân xởng tơng tự nh phơng án II

(kVA) Số máy (kVA/máy)6Dung lợng

/0,4 kVB1 Phân xởng cơ khí 1Phân xởng cơ điện

Phân xởng mộc mẫuKho vật t

B3 Kho sản phẩm,Nhà hành chínhLắp ráp,Kiểm nghiệm

2 Vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng của xí nghiệp.

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 là dùng loại trạm kềliền có một tờng trạm chung với tờng phân xởng, nhờ vậy tiết kiệm đợc vốn xâydựng và ít ảnh hởng đến các công trình khác

*Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờvậy có thể đa điện áp cao đến gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dàimạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng nh mạng hạ áp phân xởng, giảm chi phíkim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập tuynhiên vốn đầu t trạm sẽ tăng

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các trạm biến áp đãnêu Để đẩm bảo an toàn cho ngời 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 trongnhà máy, song cũng cần tính đến khả năng mở rộng sản xuất

Để lựa chọn đợc vị trí đặt trạm biến áp phân xởng cần xác định tâm phụ tải củacác phân xởng hoặc nhóm phân xởng đợc cung cấp điện từ các trạm biến áp đó.Tâm phụ tải của các trạm biến áp đợc tính theo công thức:

Trang 39

i i i

Trang 40

I,II TBATG 94 203

Sơ đồ các phơng án CCĐ cho nhà máy đợc trình bày ở hình dới

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	1,83 MB