Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

“Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp” Sinh viên : Vũ Quang Huy Lớp : Đ6ĐCN2 Thời gian thực hiên : Dữ kiện : Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các dữ kiện cho trong bảng. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L, m. Cấp điện áp truyền tải là 110 KV. Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM, h. Phụ tải loại I và loại II chiếm kIII, %. Giá thành tổn thất điện năng C_∆= 1500 đkWh, suất thiệt hại do mất điện g¬th = 10000 đkWh, hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ∆U_cp = 5%. Các số liệu khác lấy trong phục lục và các sổ tay thiết kế điện. Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp (nhà máy) : Sk MVA kIII, % TM, h L, m Hướng tới của nguồn 310 80 4440 300 Đông N0¬¬ theo sơ đồ mặt bằng Tên phân xưởng và phụ tải Số lượng thiết bị điện Tổng công suất đặt kW Hệ số nhu cầu, knc Hệ số công suất, cos⁡φ 1 Bộ phận nghiền sơ cấp 15 1250 0,44 0,53 2 Bộ phận nghiền thứ cấp 11 1600 0,47 0,62 3 Bộ phận xay nguyên liệu thô 60 690 0,66 0,68 4 Bộ phận sấy xỉ 16 1250 0,50 0,56 5 Đầu lạnh của bộ phận lò 35 1150 0,47 0,76 6 Đầu nóng của bô phận lò 29 1150 0,78 7 Kho liên hợp 30 920 0,42 0,80 8 Bộ phận xay xi măng 20 1250 0,47 0,67 9 Máy nén cao áp 4 1600 0,66 0,72 10 Bộ phận ủ và đóng bao 15 690 0,50 0,65 11 Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô 20 1250 0,47 0,55 12 Phân xưởng 20 1250 0,47 0,55 13 Lò hơi 45 570 0,42 0,64 14 Khô vật liệu 14 126 0,50 0,53 15 Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật liệu bọt 10 80 0,54 0,62 16 Nhà ăn 35 80 0,43 0,68 17 Nhà điều hành 35 60 0,43 0,55 18 Garage ôtô 23 25 0,46 0,76

Mở đầu

Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rất lớn đối với bất kỳ lĩnhvực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội Cung cấp điện hợp lý và đạthiệu quả là vô cùng cần thiết Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứu sao chođạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặcbiệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp cũng nhưcác ngành kinh tế khác nói chung

Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu

về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, thẩm mỹ Đồng thời phải đảmbảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phảiđảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép Hơn nữa phải thuậnlợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai

Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, em đã cố

gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất.Trong thời gian thực hiện đềtài, cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sự giúp đỡ hướng

dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy giáo GVHD: Phạm Mạnh

Hải - người đã trực tiếp giảng dạy môn “ Hệ thống cung cấp điện” và hướng dẫn em

thực hiện đề tài này

Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùng với

sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việchọc tập trong nhà trường cũng như công việc sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Vũ Quang Huy

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

Thiết kế cung cấp điện

9B

“Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”

Sinh viên : Vũ Quang Huy

Lớp : Đ6ĐCN2

Thời gian thực hiên :

A Dữ kiện :

Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân

xưởng với các dữ kiện cho trong bảng Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S k

MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L, m Cấp điện áp truyền tải là

110 KV Thời gian sử dụng công suất cực đại là T M , h Phụ tải loại I và loại II chiếm

k I&II , % Giá thành tổn thất điện năng = 1500 đ/kWh, suất thiệt hại do mất điện g th =

10000 đ/kWh, hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện)

là = 5% Các số liệu khác lấy trong phục lục và các sổ tay thiết kế điện.

Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp (nhà máy) :

Tổng công suất đặt kW

Hệ số nhu cầu,

k nc

Hệ số công suất,

B Nhiệm vụ thiết kế.

I. Tính toán phụ tải.

1.1. Xác định phụ tải tính toán phân xưởng

• Xác định phụ tải động lực của phân xưởng

• Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng

• Tổng hợp phụ tải cảu mỗi phân xưởng

1.2. Xác định phụ tải của các phân xưởng khác

1.3. Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trênmặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r

II. Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy.

2.1. Chọn cấp điện áp phân phối

2.2. Xác địnhvị trí của trạm biến áp (hoặc trạm phân phối trung tâm – TPPTT)

2.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và cáctrạm biến áp phân xưởng

2.4. Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy hoặc (TPPTT)

2.5. Lựa chọ sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến các phân xưởng(so sánh ít nhất 2 phương án)

III. Tính toán điện.

3.1. Xác định tổn hao điện áp trên đường dây và trong máy biến áp

3.2. Xác định tổn hao công suất

3.3. Xác định tổn thất điện năng

IV Tính toán bù công suất

• Tính toán hệ số bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị

• Đánh giá hiệu quả bù.

Bản vẽ :

1 Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải

2 Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp

stt Tên phân xưởng và phụ tải Diện tích(m 2 )

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP

CÔNG NGHIỆP

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 hủy hoại cách điện Nóicách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiết độ tương tự như phụtải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàncho thiết bị về mặt phát nóng

Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thốngcung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổnthất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suấtphản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế

độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậyxác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.Bởi vì: nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọcác thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm; nếu phụ tải tính toánlớn hơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đógây lãng phí

Việc phân loại phụ tải sẽ cho phép lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù hợp, đảmbảo cho các thiết bị làm việc tin cậy và hiệu quả Dưới góc độ tin cậy cung cấp điện,phụ tải có thể được chia thành ba loại như sau:

Phụ tải loại I: Là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến:Nguy hiểm cho tính mạng con người; Phá hỏng thiết bị đắt tiền; Phá vỡ quy trình côngnghệ sản xuất; Gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân; Gây ảnh hưởng không tốt

về chính trị, ngoại giao

Phụ tải loại II: Là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn

đến: Thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, phá hỏng thiết bị; Gây hư hỏng sảnphẩm; Phá vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số công chúng

Phụ tải loại III: Gồm tất cả các loại phụ tải không thuộc hai loại trên, tức là phụtải được thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện không đòi hỏi cao lắm

Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay đã có nhiều công trìnhnghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa cóphương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chínhxác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp

Vì các phân xưởng đã biết công suất đặt và hệ số nhu cầu nên phụ tải tính toán

được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

1.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng

1.1.1 Xác định phụ tải động lực của phân xưởng

Theo bảng số liệu 1.1 ta có (bộ phận nghiền sơ cấp ):

Hệ số công suất :cos = 0,53 => Tan =1,59

Công suất tính toán của phân xưởng :

Bóng đèn sợi đốt có : cos =1 ; Tan =0→ Qcs=0

Bóng tuypt có : Cos =0,8 ; Tan =0,75→Qcs≠ 0

Như vậy ta sẽ chọn đèn sợi đốt cho bộ phận nghiền sơ cấp

Phụ tải chiếu sáng được xác định theo phương pháp công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích có công thức:

+ S : diện tích cần được chiếu sáng (m 2 )

+ : hệ số công suất của bóng đèn

Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng : S = 4000 m 2

Suất phụ tải tính toán chung cho toàn phân xưởng , chọn p 0 = 12 (W/m 2 )

Vậy ta được :

P cs1 = 12.4000 = 48000 (W) =48 (kW)

Q cs1 = 0 (do dùng bóng sợi đốt)

1.1.3 Tổng hợp phụ tải của phân xưởng

Tổng công suất tác dụng của phân xưởng được xác định như sau:

Trong đó:

P đli : Là phụ tải động lực của phân xưởng.

P cs : Công suất chiếu sáng của phân xưởng

Thay số vào ta được :

1.2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại nhưng các phân xưởng 7,14,16,17,18 ta thay bóng đèn sợi đốt bằng bóng đèn tuypt và tính tương tự ta có bảng sau:

Bang 2 1 bảng phụ tải các phân xưởng

Công suất tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp :

Trong đó kdt là hệ số đồng thời, lấy kdt = 0,7 (do có n = 18>10)

n : số phân xưởng trong xí nghiệp

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i được xác định theo công thức :

ri =

Trong đó :

S tti :là công suất phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (kVA)

r i :là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (m)

Tính toán tương tự với các phân xưởng còn lại ta có bảng sau :

6 Đầu nóng của bô phận lò 259,2 799,7 909,7 7,64 116,68

Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là:

Trong đó :

Hình 2 1sơ đồ phụ tải

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN

NHÀ MÁY

2.1 Chọn cấp điện áp phân phối

2.1.1 Chọn cấp điện áp phân phối

Ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau :

U = 4,34.

Trong đó :

 U là điện áp truyền tải kV

 L là khoảng cách tryền tải tính bằng km

 P là công suất truyền tải tính bằng kW

Khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L = 300m = 0,3 km

Xác định điện áp truyền tải từ trạm đến xí nghiệp, thay các giá trị P = 6728,69 kW; L = 0,3 km vào công thức trên ta được :

U = 4,34 = 45,09 kV

Do điện áp nguồn cấp là U = 110 kV nên ta chọn cấp điện áp truyền tải cho xí nghiệp là U đm = 110 kV.

2.1.2 Phương pháp cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng

Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng:

+ Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:

Đưa đường dây trung áp 110 kv vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng nhờ đưa điện áp cao vào trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm , giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng tuy nhiên nhược 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 xưởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến phương án này.

+ Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (tbatg).

Nguồn 110 kV từ hệ thống về qua tbatg được hạ xuống điện áp 22 kV để cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các tba phân xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện song phải đầu tư xây dựng tbatg, gia tăng tổn thất cho mạng cao áp Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy

là hộ loại 1 nên tbatg phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều kiện:

n.S đmb ≥ S tt kVA.

S đmb ≥ kVA.

+ phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (tpptt):

Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng 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 được gia tăng, song vốn đầu tư cho mạng cũng lớn hơn trong thực tế đây là phương án thường được sử dụng khi điện áp nguồn không cao hơn 35 kv , công suất các phân xưởng tương đối lớn

Vậy đối với xí nghiệp này ta chọn phương án sử dụng trạm biến áp trung gian

Theo phương án này, điện áp truyền tải từ hệ thống là 110kV sẽ được truyềntới trạm biến áp trung gian tại đây điện áp được hạ xuống 22kV và tiếp tục được truyền xuống trạm biến áp phân xưởng và tại đây điện áp được hạ xuống 0,4kV nhờ biến áp phân xưởng để cung cấp cho phụ tải

2.2 Xác định vị trí của trạm biến áp trung gian (TBATG)

2.2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng:

 Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề

có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác.

 Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao.

 Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờ vậy có thể đưa 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 như mạng hạ áp

phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư trạm sẽ bị gia tăng.

Vậy nên các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau, tuỳ thuộc điều kiện của khí hậu, của nhà máy cũng như kích hước của trạm biến áp Trạm biến áp có thể đặt trong nhà máy có thể tiết kiệm đất, tánh bụi bặm hoặc hoá chất ăn mòn kim loại Song trạm biến áp cũng xó thể đặt ngoài trời, đỡ gây nguy hiểm cho phân xưởng và người sản xuất

Vị trí đặt MBA phải đảm bảo gần tâm phụ tải, như vậy độ dài mạng phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện được đảm bảo tốt hơn

Khi xác định vị trí đặt trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm chiếm vị trí nhỏ nhất để đảm bảo mỹ quan, không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cũng như phải thuận tiện cho vận hành, sửa chữa Mặt khác cũng nên phải đảm bảo an toàn cho người và thết bị trong quá trình vận hành

Xác định tâm phụ tải của phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp.

2.2.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian nhà máy

Để giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất điện năng hay là đảm bảo về tiêu chuẩn kinh tế thì trạm biến áp trung gian nhà máy đặt ở trung tâm phụ tải của toàn nhà máy

Trên mặt bằng nhà máy ta gắn một hệ trục tọa độ xoy ta xác định tâm phụ tải điệnO(x0,y0) của toàn nhà máy theo công thức

Tọa độ của trạm biến áp trung gian được xác định theo công thức :

stt Tên phân xưởng và phụ tải Stt X Y Stt.X Stt.Y

Bảng 3 1vị trí trạm biến áp trung gian

Thay số vào ta được :

X = = 976,32 (m)

Vậy tọa độ của trạm biến áp trung gian nhà máy : O( 976,32 ; 487,22 )

Hình 3 1 vị trí trạm biến áp trung gian

2.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

2.3.1 Phương pháp chọn máy biến áp

Máy biến áp được lựa chọn theo các tiêu chuẩn sau :

1 Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn theo các yêu cầu gần tâm phụ tải,

thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt vận hành, sửa chữa, an toàn cho người sử dụng và hiệu quả kinh tế.

2 số lượng trạm biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung

cấp điện cho phụ tải của trạm đó.

- Với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thì phải đặt 2 máy biến áp.

- Với phụ tải loại 2 như xí nghiệp sản xuất tiêu dùng, khách sạn, siêu thị,…thì phải tiến hành giữa phương án cấp điện bằng một đường đây-một máy biến áp, với phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm hai máy Trong thực tế những

hộ loại này thường dùng phương án lộ đơn - một máy biến áp cộng với máy phát

n - số máy làm việc song song trong TBA

SdmB - công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho

Stt - Công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải tính toán

S ttsc - Công suất tính toán sự cố Khi có sự cố một máy biến áp có thể bớt một số phụ tải không cần thiết Theo đầu bài thi phụ tải loại I là gần bằng 100% Khi đó ta có S ttsc = S tt

k hc : hệ số hiệu chỉnh máy biến áp theo nhiệt độ môi trường Ta chọn máy biến áp sản xuất tại Việt Nam nên k hc = 1.

k qt : hệ số quá tải sự cố Chọn k qt = 1.4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, số giờ quá tải trong 1 ngày đêm không quá 6 giờ và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số quá tải

2.3.2 Trạm biến áp phân xưởng

2.3.2.1 Chọn số lượng trạm biến áp

Căn cứ vào vị trí và công suất tính toán của các phân xưởng ta quyết định đặt trạm biến áp phân xưởng Trong đó cụ thể các trạm cấp điện như sau :

+ Trạm B1 : cấp điện cho bộ phận nghiền sơ cấp

+ Trạm B2 : cấp điện cho bộ phận nghiền thứ cấp

+ Trạm B3 : cấp điện cho bộ phận xay nguyên liệu thô

+ Trạm B4 : cấp điện cho sấy xỉ

+ Trạm B5 : cấp điện cho đầu lạnh của bộ phận lò

+ Trạm B6 : cấp điện cho đầu nóng của bộ phận lò

+ Trạm B7 : cấp điện cho kho liên hợp

+ Trạm B8 : cấp điện cho bộ phận xay sát xi măng

+ Trạm B9 : cấp điện cho máy nén cao áp

+ Trạm B10 : cấp điện cho bộ phận ủ và đóng bao

+ Trạm B11 : cấp điện cho bộ phận ủ nguyên liệu thô

+ Trạm B12 : cấp điện cho phân xưởng , kho vật liệu , bộ phận lựa chọn và cất giữ vật liệu bột.

+ Trạm B13 : cấp điện cho lò hơi , cấp điện cho nhà ăn, nhà điều hành ,garage otô 2.3.2.2 Chọn dung lượng máy biến áp

+ Trạm B1 : cấp điện cho bộ phận nghiền sơ cấp

S tt =1063,95 kVA

Sđmmba = 531,975 (kVA)

Ta chọn 2 MBA có công suất là 560 kVA - 22/0,4 kV

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :

(n-1).khc.kqt.Sđmmba ≥ Sttsc

Suy ra : Sđmmba = = 759,96(kVA)

Ta chọn MBA có công suất là 1000 kVA – 22/0,4 kV

Vậy trạm B1 bao gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy Sđmmba

=1000 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý

Tổng hợp các số liệu ta được bảng :

Hình 3 2 vị trí máy biến áp phân xưởng

2.4 Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp trung gian

Với chiều dài đường dây L = 0,3 km, với hướng tới của nguồn như hình vẽ ta sử dụng đường dây trên không là dây nhôm lõi thép lộ kép

Tiết diện dây dẫn cao áp có thể chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Căn cứ vào

số liệu ban đầu Tmax = 4440 h ứng với dây nhôm theo bảng ta tìm được J kt = 1,1 A/

Tra bảng ta chọn được dây AC–120

Ta kiểm tra dây dẫn theo điều kiện dòng sự cố ( phát nóng ) và điều kiện tổn thất điện áp (∆Ucp)

+ Theo điều kiện phát nóng: tra bảng dây AC-120 ta có Icp = 320 A Khi xảy ra

sự cố, tức là đứt một đường dây thì đường dây còn lại sẽ chịu tải toàn bộ đến công suất nhà máy, do vậy :

I sc =2I max =2.155,1= 310,2 (A)

Vậy Icp > Isc nên thỏa mãn điều kiện phát nóng

+ Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Tra bảng dây AC-120 ta có ro = 0,2952 Ω/ km, xo = 0,361 Ω/ km

=> tổng trở trên đoạn dây là : Z = (r 0 + jx 0 ).l/2

=(0,2952 + j0,361).0,3/2

= 0,04428 + 0,05415j (Ω)

Nên ta có: U cp = 5%.22 = ∆U cp U dm = 1,1 kV

= = 30,16 (V) < U cp

Vậy thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp

Như vậy việc lựa chọn dây dẫn AC-120 dùng để đưa điện từ nguồn về trạm BATG nhà máy là thỏa mãn các điều kiện về an toàn và tổn thất điện áp cho phép.

2.5 Lựa chọn sơ đồ nối dây từ trạm biến áp trung gian đến các phân xưởng

Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho các phương án Mục đích tính toán của phần này là so sánh tương đối giữa các phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần khác nhau giữa các phương án

Do nhà máy thuộc loại hộ tiêu thụ loai 1, nên điện cung cấp cho nhà máy được truyền tải trên không lộ kép Từ trạm biến áp trung gian tới các TBA phân xưởng B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8,B9, B10, B11, B12, B13 ,B14 dùng cáp lộ kép đi ngầm.

Căn cứ vào vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng và trạm BATG trên mặt bằng nhà máy, ta đề suất ra 2 phương án cấp điện như sau :

+ Phương án 1 : các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trưc tiếp từ TBATG (ứng với sơ đồ hình tia, đi dây vuông góc).

+ Phương án 2 : các trạm biến áp xa trạm biến áp trung tâm nhà máy thì lấy liên thông qua các trạm ở gần TBATG

Sơ đồ đi dây của 2 phương án như sau :

+) phương án 1 :

Trong đó

+) phương án 2:

Trong đó

2.5.1 Tính toán chọn dây dẫn từ các TBATG tới các trạm biến áp của các phân xưởng

2.5.1.1 Phương án 1

Trong đó :

Hình 3 3 phương án đi dây 1

a) Chọn dây

Chọn cáp từ TBATG nhà máy đến TBA phân xưởng dùng cáp Đồng 22kV, 3 lõi

cách điện XLPE, đai thép vỏ PVC.

Với cáp đồng và T max = 4440h ⇒ tra bảng ta được J kt =3,1 A/mm 2

 Chọn cáp từ TPPTT về B1

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định :

Vì dây dùng lộ kép truyền tải nên:

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta cóthể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vậy dây đã chọn là hợp lý

 Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp B13 đến phân xưởng 17

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho nhà điều hành

Vậy chọn cáp có tiết diện F = 185 mm2, chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do

hãng CADIVI chế tạo có Icp = 367 A.(tra bảng phụ lục 22 giáo trình cung cấp điện của ông Ngô Hồng Quang).

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta có thể bỏqua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vậy dây đã chọn là hợp lý

Đường cáp Ftc Icp L lộ đơn giá thành tiền

là tổn thất công suất tác dụng trên đường dây, kW

Stt là công suất tính toán, kVA

Uđm là điện áp định mức, kV

R là điện trở của đường dây, Ω

.

R = r 0 L , với ro là điện trở suất của đường dây Ω/km , L là chiều dài đường

Bảng 3 4 tổn thất công suất phuong án 1

c) Xác định tổn thất điện năng trên đường dây

∆A =∆PΣ.τ

Trong đó :

∆PΣ là tổng công suất tác dụng, kW

τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất , với Tmax =4440h

τ=(0,124+10 -4 T max ) 2 8760 ⇒ τ=2826,18 h.

Vậy tổn thất điện năng trên các đường dây của phương án 1 là :

∆A =∆PΣ.τ = 46,299 2826,18 =130849,596 kW.h

=> Tính toán kinh tế cho phương án 1

Hàm chi phí tính toán hàng năm của một phương án

+ k0i – giá tiền 1km dây lộ đơn có tiết diện i(VNĐ/km).Đường dây lộ kép có giá tiền gấp 1,6 lần dây lộ đơn cùng tiết diện i

+ Li – chiều dài đường dây có tiết diện i (km

+ C ∆ ∆A : chi phí vận hành hàng năm.

V 1 = 5426,921.106VNĐ

Với thời gian thu hồi vốn tiêu chuẩn là 5 năm atc= = 0,2

Với đường dây cáp avh = 0,1

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định :

Vì dây dùng lộ kép truyền tải nên:

Imax = 19,328A

Tiết diện dây dẫn cần thiết

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta cóthể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vậy dây đã chọn là hợp lý

 Chọn cáp từ TPPTT về B3

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định :

Vì dây dùng lộ kép truyền tải nên:

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta cóthể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Vậy dây đã chọn là hợp lý

 Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp B13 đến phân xưởng 17

Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho nhà điều hành

Vậy chọn cáp có tiết diện F = 185 mm2, chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do

hãng CADIVI chế tạo có Icp = 367 A.(tra bảng phụ lục 22 giáo trình cung cấp điện của ông Ngô Hồng Quang).

Kiểm tra tổn thất điện áp cho phép:

Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta có thể bỏqua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép