hướng dấn đồ án cung cấp điện cho một phân xưởng

b Phân loại các hộ dùng điện trong xí nghiệp: Nh vậy căn cứ vào tình hình cụ thể của các phân xởng trong xí nghiệp tơng ứng với đề án của mình để tìm ra các phụ tải, nhóm phụ tải hoặc c

Hớng dẫn bài tập dài môn học CCĐ.

Ch ơng I

Giới thiệu chung về xí nghiệp

1)Tổng quan về xí nghiệp:

+ Tên xí nghiệp, ngành nghề kinh doanh sản xuất.

+ Tổng mặt bàng xí nghiệp, số & tên PX, tổng diện tích nhà xởng.

+ Nhiệm vụ và vai trò trong nền kinh tế quốc dân.

+ Xếp loại hộ tiêu thụ điện (loại 1, 2 hoặc 3).

2) Các loại hình phụ tải của xí nghiệp:

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện trong xí nghiệp:

a) Phụ tải động lực b) Phụ tải chiếu sáng c) Giải công suất d) Giải tần số e) Giải điện áp (điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị) f) Giải hệ số công suất

g) Chế độ làm việc của phụ tải 3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp

a) Các yêu cầu CCĐ đặc biệt của các nhóm thiết bị.

b) Tỷ lệ phần trăm phụ tải loại I; II; III của xí nghiệp.

c) Đánh giá tổng thể về yêu cầu CCĐ của toàn bộ xí nghiệp (cụ thể là xí nghệp đợc đánh giá là hộ tiêu thụ loại nào?).

Phạm vi của đồ án:

+ Xác định phụ tải tính toán cho các phân xởng và toàn bộ xí nghiệp.

+ Thiết kế mạng cao áp cho xí nghiệp.

+ Bù công suất phản kháng cho lới xí nghiệp.

Ch ơng II

Xác định phụ tải tính toán cho xí nghiệp

1)

Theo phơng pháp này:

P tt = P d k NC

Trong đó: P d - Công suất đặt của phụ tải (có thể cho phép lấy gần đúng

bằng công suất định mức của phụ tải).

k nc - Hệ số nhu cầu của phụ tải, có thể tra bảng theo tính chất của

từng loại hộ phụ tải.

Nếu phụ tải là một nhóm thiết bị, có k nc khác nhau thì P d là tổng công suất đặt của nhóm thiết bị, có thể lấy gần

đúng bằng tổng công suất định mức của nhóm thiết bị Còn hệ số nhu cầu trong công thức trên đ ợc tính theo giá trị trung bình.

n i

nci dmi tb

nc

P

k P K

n i

i dmi tb

P

P Cos

Ví dụ tính toán cho một phân xởng cụ thể, từ khâu chọn k cn hệ số cos …

Cho đến các kết quả cụ thể và tờng minh.

Trong đó: p 0 - Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất (tra

theo tính chất công việc của từng phân xởng.

F - Diện tích nhà xởng, hoặc khu vực cần thiết kế chiếu sáng (xác

định theo mặt bằng và tỉ lệ bản vẽ)

3)

Không cần trình bầy cách tính mà chỉ cần nếu thực hiện tơng tự nh mục 2) ta đợc bảng kết quả nh sau:

4)

Phụ tải tính toán toàn xí nghiệp:

+ Phụ tải hiện tại:

PttXN  kdt  Pttpxi   Pcspxi

QttXN  kdt  Qttpxi

XN tt XN tt XN

Trong đó:

P ttpxi - Phụ tải tính toán động lực của phân xởng thứ i trong xí nghiệp.

Q ttpxi - Phụ tải tính toán phản kháng phân xởng thứ i trong xí nghiệp.

P cspxi - Phụ tải chiếu sáng phân xởng thứ i trong xí nghiệp.

K dt - Hệ số đồng thời đạt giá trị cực đại của phụ tải ( 0,85 – 1).

+ Phu tải t ơng lai của xí nghiệp:

S ( t )  SttXN( 1   t )

Trong đó:

S(t) - Phụ tải dự tính của xí nghiệp đến năm thứ t.

S tt-XN - Phụ tải tính toán hiện tại của xí nghiệp

 - Hệ số phát triển phụ tải của xí nghiệp (tra theo loại hình xí nghiệp).

 = 0,0595 – 0,0685 với chế tạo máy.

5)

Đợc thể hiện bằng các vòng tròn phụ tải, có tâm đặt tại trọng tâm của các phân xởng, có diện tích bằng diện tính bằng phụ tải tính toán của các phân xởng Nó thể hiện độ lớn của phụ tải, đồng thời còn cho biết cơ cấu phụ tải của các phân xởng Vì vậy nó đợc biểu diễn bởi 2 đại lợng.

Trong đó: R PX i - [cm hoặc mm] bán kính vòng tròn phụ tải của phân xởng i.

S tt px i - [kVA] phụ tải tính toán của phân xởng i.

Trong đó:  csi - Góc của phụ tải chiếu sáng phân xởng i.

P cspsi - Phụ tải chiếu sáng của phân xởng i.

P ttpxi - Phụ tải tính toán phân xởng i.

6)

Đợc xác định bằng điểm M 0 (x 0 ; y 0 ; z 0 ) Trong đó các tọa độ x 0 ; y 0 và z 0 đợc xác định theo các công thức sau:

ttPXi

m

i

i ttPXi

S

x S

m i

i ttPXi

S

y S

m i

i ttPXi

S

z S

1

1

.

Trong đó: S tt PXi - Phụ tải tính toán của phân xởng i.

x i , y i , z i - Toạ độ của phân xởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn.

m - Số phân xởng có phụ tải điện trong xí nghiệp.

Ch ơng III Thiết kế mạng điện cao áp cho xí nghiệp

Nội dung chính của chơng này là đa ra đợc các phơng án CCĐ cho mạng điện toàn xí nghiệp, tiến hành so sánh kinh tế-kỹ thuật các phơng án để chọn đợc phơng án CCĐ tối u cho mạng điện cao áp của xí nghiệp Để thực hiện đ ợc các nội dung trên các mục chính của chơng này có thể bao gồm các phần chi tiết sau:

1) Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ trạm khu vực về xí nghiệp:

Trong đó: U - Điện áp truyền tải tính bằng [kV].

l - Khoảng cách truyền tải tính bằng [km].

P - Công suất cần truyền tải tính bằng [1000 kW]

1.2 Xác định điện áp truyền tải:

Việc tiến hành phân loại các hộ tiêu thụ điện nh trên có thể rất khó khăn cho những ngời cha có kinh nghiệm Tuy vậy chúng ta có thể tham khảo các tài liệu chuyên môn hoặc các qui phạm qui định cụ thể đối với từng loại thiết bị (xem tr 263 [TK-1]).

b) Phân loại các hộ dùng điện trong xí nghiệp:

Nh vậy căn cứ vào tình hình cụ thể của các phân xởng trong xí nghiệp ( tơng ứng với đề án của mình) để tìm ra các phụ tải, nhóm phụ tải hoặc cả phân xởng có yêu cầu đặc biệt về tính liên tục CCĐ Từ đó sơ bộ đánh giá đợc từng phân xởng thuộc

hộ tiêu thu loại nào  và xí nghiệp thuộc hộ tiêu thụ loại nào Ngoài ra còn cần phải phân đợc tỷ lệ % của những phụ tải không

đợc phép ngừng CCĐ (phụ tải loại I) Vì một phân xởng hoặc một

xí nghiệp đợc phân vào hộ tiêu thụ loại I cũng cha hẳn có tỷ lệ 100% phụ tải không đợc phép ngừng CCĐ.

2.2 Giới thiệu các kiểu sơ đồ CCĐ phù hợp với điện áp truyền tải đã chọn:

9 8

a) Kiểu sơ đồ có trạm phân phối trung tâm.

b) Kiểu sơ không có trạm phân phối trung tâm.

Có nhiều loại sơ đồ CCĐ từ hệ thống điện tới xí nghiệp, việc chọn loại sơ đồ nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh : Điện

áp truyền tải từ hệ thống, hộ tiêu thụ điện của xí nghiệp, các cấp điện áp mà xí nghiệp cần phải đ ợc CCĐ Xí nghiệp có hay không nhà máy điện tự dùng Dới đây giới thiệu một số sơ đồ CCĐ cho xí nghiệp "Sơ đồ CCĐ bên ngoài xí nghiệp" Chia thành 2 loại chính

+ Sơ đồ với các xí nghiệp không có nhà máy điện tự dùng.

+ Sơ đồ với các xí nghiệp có nhà máy điện tự dùng.

2.3 Sơ bộ phân tích và chọn các kiểu sơ đồ phù hợp:

a) Chọn vị trí trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp.

b) Vạch các phơng án nối dây chi tiết cho các phơng án.

c) Sơ bộ chọn các phơng án đủ tiêu chuẩn.

Sơ đồ a): là loại sơ đồ xí nghiệp chỉ đặt trạm phân phối trung tâm Kiểu sơ đồ này phù hợp với các xí nghiệp có phụ tải tập chung, công suất nhỏ hoặc xí nghiệp ở gần hệ thống Sơ đồ này có u điểm là đơn giản, ít phần tử cho nên độ tin cậy CCĐ cao Tuy nhiên nếu điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp là lớn (từ 35 kV trở lên), thì chỉ dùng trạm phân phối có thể sẽ làm gia tăng vốn đầu t ở các thiết bị phân phối (máy cắt ), các đờng dây và trạm biến áp phân xởng.

Sơ đồ b): là sơ đồ dẫn sâu sơ đồ đ“dẫn sâu” sơ đồ đ ” sơ đồ đ a điện áp cao từ hệ thống điện trực tiếp đến tận các trạm biến áp phân xởng (sơ đồ không sử dụng trạm phân phôí trung tâm hoặc trạm biến áp trung tâm) Sơ đồ này thờng đợc dùng cho các xí nghiệp có phụ tải phân tán,

ở xa nguồn hoặc xí có công suất lớn Các loại hình xí nghiệp này thờng đợc CCĐ với cấp điện áp khá cao từ HTĐ Vì vậy khi đến

xí nghiệp thờng giảm xuống thành cấp điện áp phù hợp với các thiết bị sử dụng trực tiếp (6-10 kV), đồng thời cũng dùng cấp điện

áp này để CCĐ cho các trạm biến áp phân xởng Kiểu sơ đồ này làm tăng vốn đầu t cho máy biến áp trung tâm (trạm BA TT), tuy nhiên nó lại làm giảm giá thành của các thiết bị phân phối trong trạm và cả phần mạng cùng các trạm biến áp phân xuởng Sơ đồ d): là loại sơ đồ xí nghiệp có đặt trạm biến áp trung tâm, nh ng khác với sơ sồ c) ở sơ đồ này lại sử dụng máy bién áp 2 cuộn dây, nhằm có 2 cấp điện áp trung áp Kiểu sơ đồ này thờng đợc dùng cho các xí nghiệp có nhu cầu 2 cấp điện áp trung áp (do có 2 loại phụ tải hoặc có 2 vùng phụ tải …) Sơ đồ này cũng có những ) Sơ đồ này cũng có những u nhợc điểm gần tơng tự nh kiểu sơ đồ c).

Nh vậy việc quyết định sử dụng loại sơ đồ này để có lợi nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh sự phân bố của phụ tải, độ lớn của phụ tải và các loại phụ tải có trong xí nghiệp Một trong những yếu tố mà chúng ta có thể định l ợng một cách rõ dàng nhất, Đó là cấp điện áp truyền tải từ hệ thông đến xí nghiệp, cấp điện áp này đ ợc xác định dựa trên độ lớn phụ tải của xí nghiệp cùng khoảng cách truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp Nếu điện áp tính ra là khá lớn -> nên sử dụng sơ đồ có trạm biến áp trung tâm và ngợc lại

3) Các ph ơng án về số l ợng, dung l ợng và vị trí trạm biến áp phân x ởng:

3.1 Các chỉ dẫn chung:

a) Số lợng máy biến trong trạm biến áp phân xởng.

b) Dung lợng của máy biến áp trạm biến áp phân xởng.

Số l ợng máy biến áp trong các trạm biến áp phân xởng phụ thuộc loại hộ phụ tải mà phân xởng đợc đành giá Nếu phân xởng đợc

đánh giá là hộ tiêu thụ loai I hoặc hộ loại II, thì số lợng máy biến áp trong trạm phải là 2 máy, còn nếu phụ tải của phân x ởng thuộc hộ loại III thì chỉ cần một máy Cần chú ý rằng trạm biến áp phân x ởng có thể cùng một lúc cung cấp cho nhiều phân xởng, trong đó có các phân xởng thuộc hộ loại 1 hoặc hộ loại 2 và cũng có cả phân xởng thuộc hộ loại 3 Trong trờng hợp này trạm vẫn cần phải có 2 máy.

Dung l ợng máy biến áp phân xởng đợc chọn theo phụ tải tính toán của trạm:

tb– nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt.

S dm - Dung lợng định mức BA theo thiết kế.

n - Số máy biến áp trong trạm.

k qtsc - Hệ số quá tải sự cố của máy biến áp (thờng lấy bằng 1,4).

S dm - Dung lợng định mức của máy biến áp.

S sc - Dung lợng sự cố của trạm Tham số này đợc xác định theo tỷ lệ công suất của các

hộ phụ tải quan trọng (các hộ không đợc phép mất điện ngay cả khi sự cố hỏng một

máy biến áp) Nếu phụ tải của trạm 100% là các phụ tải quan trọng, thì S sc có thể lấy

bằng S tt Tuy nhiên thông thờng S sc < S tt Vì vậy việc xác định S sc phải đợc xem sét

theo tình hình cụ thể của phụ tải

-Không nhóm nhiều phân xởng lại với nhau để cung cấp chung từ một trạm biến áp phân xởng (trừ khi các phân xởng đó có công suất khá nhỏ) Vì làm nh vậy có thể sẽ giảm đợc số lợng trạm biến áp phân xởng, xong lại làm gia tăng mạng hạ áp dẫn tới tăng vốn và tổn thất (nên tham khảo độ lớn và khoảng cách truyền tải kinh tế trong mạng hạ áp).

- Trong cùng một xí nghiệp không nên dùng quá nhiều gam công suất máy biến áp, vì nh vậy không tạo ra sự thuận lợi trong vận hành, sửa chữa thay thế và dự trữ Tuy nhiên để thực hiện

)

100

5 1

( S

dm '

dm





tb– nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt.

S dm - Dung lợng định mức BA theo thiết kế.

k qtsc - Hệ số quá tải sự cố của máy biến áp (thờng lấy bằng 1,4).

S dm - Dung lợng định mức của máy biến áp.

S sc - Dung lợng sự cố của trạm Tham số này đợc xác định theo tỷ lệ công suất của các

hộ phụ tải quan trọng (các hộ không đợc phép mất điện ngay cả khi sự cố hỏng một

máy biến áp) Nếu phụ tải của trạm 100% là các phụ tải quan trọng, thì S sc có thể lấy

bằng S tt Tuy nhiên thông thờng S sc < S tt Vì vậy việc xác định S sc phải đợc xem sét

theo tình hình cụ thể của phụ tải

-Không nhóm nhiều phân xởng lại với nhau để cung cấp chung từ một trạm biến áp phân xởng (trừ khi các phân xởng đó có công suất khá nhỏ) Vì làm nh vậy có thể sẽ giảm đợc số lợng trạm biến áp phân xởng, xong lại làm gia tăng mạng hạ áp dẫn tới tăng vốn và tổn thất (nên tham khảo độ lớn và khoảng cách truyền tải kinh tế trong mạng hạ áp).

- Trong cùng một xí nghiệp không nên dùng quá nhiều gam công suất máy biến áp, vì nh vậy không tạo ra sự thuận lợi trong vận hành, sửa chữa thay thế và dự trữ Tuy nhiên để thực hiện

điều này không phải lúc nào cũng thuận lợi vì phụ tải của các phân xởng đôi khi lại khá khác biệt, không đồng nhất về công suất Xong nếu thật chú ý đến vấn đề này chúng ta sẽ thực hiện việc cung cấp điện phối hợp, có nghĩa là 1 trạm phân x ởng không phải chỉ cung cấp cho 1 phân xởng mà phối hợp cho nhiều phân xởng Điều đó cũng có nghĩa là một phân xơng không phải lúc nào cũng chỉ đợc cung cấp từ một trạm biến áp phân xởng mà có thể là từ 2 hoặc nhiều hơn…) Sơ đồ này cũng có những

- Dung lợng máy biến áp hạ áp không nên chọn > 1000 kVA Vì các thiết bị hạ áp lắp sau các máy biến áp dung l ợng đến 1000 kVA không cần phải kiểm tra các điều kiện ngắn mạch.

cố, điều kiện lắp đặt với môi trờng xung quanh …) Sơ đồ này cũng có những )

4) Các ph ơng án đi dây cho mạng điện cao áp của xí nghiệp:

4.1 Vạch các phơng áp đi dây cho mạng xí nghiệp:

a) Vị trí các trạm biến áp phân xởng

b) Các phơng án đi dây cho mạng điện cao áp.

Với các phơng án về số lợng và dung lợng máy biến áp nh đã trình bầy ở phần 3) chúng ta sẽ tiến hành khẳng định lại

vị trí của các trạm biến áp phân xởng, đồng thời vẽ các phơng án đi dây Phơng án đi dây phải đảm bảo đợc tất cả các phân xởng hoặc các phụ tải trong xí nghiệp đều phải đợc cấp điện Các phân xởng có các trạm biến áp đặt liền kề, chúng ta hiểu rằng mạng hạ áp trong phân xởng sẽ đợc cấp điện từ trạm đó, không cần phải chọn cáp hạ áp cho phân xởng đó Trờng hợp các phân xởng không có trạm biến áp đặt liền kề chúng ta phải vẽ đờng dây hạ áp cấp điện cho phân xởng đó Ngoài ra tất cả các trạm biến áp phân xởng cần phải đợc cấp điện từ trạm phân phối trung tâm hoặc trạm biến áp trung tâm với điện áp cao hơn Nh vậy vẽ sơ đồ

đi dây cần phải thể hiện sự phân biệt rõ ràng giữa dây cao áp và hạ áp Ngoài ra ở mạng điện cao áp cấp đến các trạm biến áp phân xởng còn cần phải thể hiện rõ số lộ đờng dây đi vào trạm, vì các trạm phân xởng không phải trạm nào cũng có 2 máy biến

áp

Việc cấp điện cho các phân xơng hoặc các phụ tải trong xí nghiệp có thể thực hiện theo sơ đồ mạng hình tia; sơ đồ liên thông; hoặc sơ đồ hỗn hợp chính vì vậy mà ứng với mỗi PA về số l’ về số l ợng dung lợng máy biến áp nh ở phần 3) chung ta lại có thể

đề ra vài phớng án nứa khác nhau về cách đi dây.

Tóm lại chúng ta có thể phối hợp cả hai mục 3) và 4) để đa ra các phơng án cấp điện khác nhau Các phơng án này phải đợc thể hiện cụ thể trên bản vẽ mặt bằng của xí nghiệp.

4.2 Sơ bộ chọn dây dẫn cho các phơng án:

a) Chọn các dây dẫn cao áp.

b) Chọn các dây dẫn hạ áp.

c) Tính Umax cho các phơng án.

Dây dẫn trong các phơng án vừa đa ra cần phải sơ bộ đợc lựa chọn cả về kiểu loại lẫn tiết diện Thông thờng mạng điện phân phối trong xí nghiệp hay sử dụng các loại cáp hơn là sử dụng đờng dây trên không, còn mạng hạ áp cấp đến các phân xởng cũng thờng đợc cấp bằng cáp.

+ Chọn cáp cho mạng cao áp của xí nghiệp thờng đợc chọn theo phơng pháp mật độ dòng điện kinh tế Sau đó có kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng cho phép (và cả ổn định nhiệt do dòng ngắn mạch) Mạng phân phối trong xí nghiệp thờng ngắn nên it khi cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Trình tự tiến hành nh sau:

Chọn j kt theo loại vật liệu làm dây, và T max (thờng do đầu bài cho trớc hoặc tra theo loại hình phụ tải xí nghiệp với giả thiết chế

độ làm việc của xí nghiệp 1; 2 hoặc 3 ca).

Xác định I lvmax (dòng điện dài hạn đi qua dây dẫn), dòng điện này có thể đ ợc xác định theo công suất tính toán của phụ tải hoặc cũng có thể lấy bằng dòng điện định mức của máy biến áp phân xởng.

U

S I

tt lv

3 2

dm

dmBA tt

lv

U

S I

I

3 2

Icf k1 k2  Ilvmax (3-11)

Kiểu tra theo điều kiện sự cố (chỉ kiểm tra cho các đ ờng cáp cấp đến trạn biến áp có 2 máy) Điều kiện sự cố trong l ới của xí nghiệp có đặc thù khác với lới khu vực là vì chiều dài đờng dây thờng ngắn nên sơ đồ các trạm biến áp 2 máy thờng không có phần liên lạc phía cao áp -> nên khi sự cố đờng dây cũng tơng tự nh sự cố một máy BA Lúc đó máy biến áp sẽ đợc huy động tối

đa khả năng quá tải cho phép (quá tải sự cố 40%), và vì vậy đờng dây cấp điện cho máy biến áp cũng phải chịu đựng một tình trạng tải nặng nề nhất -> chúng ta phải kiểm tra phát nóng trong trờng hợp này:

lv

S I

Từ (3-13) chọn loại cáp phù hợp có I cf

Kiểm tra: Icf k1 k2  Ilvmax (3-14)

Kiểm tra theo ĐK tổn thất điện áp cho phép:

Tra bảng loại dây vừa chọn ta đợc (r 0 và x 0 ) , xác định chiều dài cáp bằng sơ đồ đi dây và tỷ lệ bản vẽ -> tính tổng trở đờng dây -> xác định tổn thất điện áp của đờng dây đó:

dm

tt tt

U

L x Q L r P

5) Tính các chỉ tiêu kinh tế cho các ph ơng án CCĐ:

5.1 Tính tổn thất điện năng cho các phơng án:

a) Các công thức tính toán.

b) Tổn thất điện năng của phơng án I

c) Bảng kết quả tính toán cho các phơng án khác.

Tính chỉ tiêu kinh tế cho các phơng án bao gồm việc xác định các chi phí liên quan đến tổn thất điện năng trong l ới của các

ph-ơng án Tổn thất điện năng của PA chỉ cần quan tâm đến các phần tử chính của mạng, đó là tổn thất điện năng trên đ’ về số l ờng dây và trong máy biến áp mà thôi Dới đây là một số công thức tính toán.

+ Tổn thất điện năng trên đờng dây:

 Add   Addcaoap   Addhaap   (   Pmaxcaoap    Pmaxhaap)

Trong đó:

 - Thời gian chịu tổn thất công suất cực đại có thể tra đợc theo T max

hoặc xác đinh theo công thức gần đúng:

max

Trong đó: I maxi [A] - là dòng điện phụ tải lớn nhất trong đoạn lới thứ i của lới.

r 0i [/km]km] - là điện trở trên đơn vị chiều dài của đoạn cáp thứ i trong lới.

L i [km] - là chiều dài của đoạn cáp thứ i trong lới.

+ Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp có thể xác định theo các công thức sau:

Trạm một máy:

2 max

tram

S

S P P

2 max

S P P

Nh vậy tổng tổn thất điện năng của một phơng áp nào đó có thể tính theo biêud thức sau:

k tram

n

haap dd

m

caoap dd

m - Số các đờng dây cao áp trong mạng.

n - Số các đờng dây hạ áp trong mạng

k - Số trạm biến áp tròn mạng.

Việc tính táon tổn thất điện năng cho các phơng án đợc trình bầy tờng minh cho một phơng án cụ thể, còn các phơng án khác nên chỉ thể hiện bảng kết quả tính Cần chú ý rằng việc tính toán tổn thất ở đây chỉ nhăm mục đích so sánh giữa các ph ơng áp -> cho nên nếu phần lới nào, hoặc trạm biến áp nào cùng xuất hiện trong tất cả các phơng án, thì có thể không cần phải tính đến.

KPA'  Ktram  Kdd  KMC (3-23)

Trong đó:

K tram - Phần vốn liên quan đến trạm biến áp Gần đúng chung ta có thể chỉ coi phần vốn

này là tiền mua máy biến áp (vì nó là phần tử đắt tiền nhất trong trạm).

n - Số máy biến áp trong tram.

GIABA i - Giá máy biến áp trong tram thứ i cúa mạng.

K dd - Phần vốn liên quan đến đờng dây Bao gồm vốn của dây mạng cao áp và vốn

Của dây trong mạng hạ áp.

n

i i

m

i i ddhaap

ddcapap

GIADAY i - Đơn giá dây dẫn thứ i trong mạng.

L i - Chiều dài đoạn cáp thứ i trong mạng.

K MC - Phần vốn liên quan đến máy cắt điện Đây là phần vốn khác khác biệt nếu các PA’ về số l

đa ra cỏ cả các cấp điện áp trung áp khác nhau (trờng hợp cả PA trạm biến áp ’ về số l

trung tâm và cũng có cả PA chỉ có trạm PP trung tâm).’ về số l

KMC   ni GIAMCi (3-25)

GIAMC i - Giá máy cắt ở cấp điện áp thứ i.

n i - Số máy cắt ở cấp điện áp thứ i.

5.3 Tính chi phí về tổn thất điện năng cho các phơng án:

a) Chi phí tổn thất điện năng phơng án I.

b) Kết quả tính cho các phơng án khác.

5.4 Tính chi phí tính toán hàng năm cho các phơng án;

a) Tính cho phơng án I

b) Kết quả tinh cho các phơng án khác.

Chi phí tính toán hàng năm của PA đ ’ về số l ợc tính theo biểu thức sau:

ZPA'  ( avh  atc) KPA' CA  ( avh  atc) KPA'  APA' 

Trong đó:

a vh - Hệ số vận hành (tỷ lệ khâu hao và vài chi phí phụ khác.), có thể lấy = 0,1.

a tc - Hệ số thu hồi vốn đầu t tiêu chuấn, có thể lấy bằng 0,125.

K PA’ về số l - Tông vốn của PA xác định theo (3-23).’ về số l

A PA’ về số l - Tổn thất điện năng của PA , xác định theo (3-22) ’ về số l

 - Giá điện năng tổn thất [đồng/km]kWh].

6) Chọn ph ơng án tối u:

6.1 Nguyên tắc chung:

6.2 Phân tích các u nhợc điểm của các phơng án:

Từ kết quả tính Z PA -> chúng ta sẽ có kết quả tính toán cho tất cả các phơng án Trên cơ sở đó cho phép chúng ta chọn

đợc phơng án có hàm chi phí tính toán nhỏ nhất, mà thờng đợc gọi là phơng án tối u Tuy nhiên cần chú ý rằng việc quyết định lựa chọn PA tối ’ về số l u còn phải kết hợp với nhiều yếu tố khác nữa, nh tính đơn giản của sơ đồ, độ tin cậy cấp điện, tính linh hoạt trong vận hành và sửa chữa …) Sơ đồ này cũng có những v.v Và đặc biệt là nếu các ph ơng áp có Z Pai không chênh nhau quá 5% thì chung đợc coi là tơng đ-

ơng với nhau về mặt kinh tế Cho nên lúc này việc quyết định chọn PA hoàn toàn phụ thuộc vào các ’ về số l u thế khác nh đã phân tích ở phần trên.

Từ việc quyết định chọn PA đă nêu ở trên chúng ta sẽ chọn một sơ đồ cung cấp điện phù hợp Thực chất là quyết định’ về số l

dùng các kiểu sơ đồ cấp điện cho các trạm BA trung tâm, kiểu sơ đồ trạm biến áp phân xởng, các trang thiết bị của các trạm…) Sơ đồ này cũng có những Công việc này phụ thuộc vào yêu cầu cấp điện của phụ tải, vào sự phân tích tính đặt thù cùng việc tham khảo các kiểu sơ đồ cung cấp điện hiện đang đợc sử dụng rông rãi -> đa ra sơ đồ cung cấp điện cùng các phơng phức vận hành cụ thể.

Chính vì lý do đó cho nên sau khi đa ra sơ đồ cung cấp điện cho phơng án lựa chọn chúng ta cần thuyết minh sự vân hành của sơ đồ Thực chất của công việc này là chúng ta phải qui định rõ trạng thái hoạt động, cũng nh chức năng của các trang thiết bị trên sơ đồ trong mọi trang thái vận hành (bình thờng, sự cố và tu sửa định kỳ) Điều này là rất cần thiết vì có thể nó cong liên quan đến việc chọn các khí cụ điện sau này Ví dụ nếu máy cắt liên lạc trên sơ đồ đợc qui định vận hành ở trạng thái th- ờng đóng (bình thờng cũng đóng) để có đợc tổn thất nhỏ, nhng điều này sẽ làm cho dòng ngắn mạch sẽ tăng lên gấp 2 -> các khi

cụ điện đi kèm phải chọn lớn lên…) Sơ đồ này cũng có những

Ch ơng IV

Bù Công suất phản kháng cho mạng xí nghiệp

1)

ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong xí nghiệp:

a) Các biện pháp nâng cao hệ số công suất:

+ nâng cos biện pháp tự nhiên.

+ biện pháp nhân tạo.

b) ý nghĩa của nâng cao hệ số cos  :

+ Giảm U + Giảm P  A.

+ Nâng cao khả năng tải của các phần tử.

2)

Xác đ ịnh dung l ợng bù của toàn xí nghiệp:

a) Tính hệ số cos  trung bình của xí nghiệp:

costb =

P P

i n

ttpxi i n

cos i - Hệ số công suất của phân xởng thứ i trong xí nghiệp.

P ttpxi - Phụ tải tính toán của phân xởng thứ i (bao gồm cả phụ tải chiếu sáng).

n - Số phân xởng trong xí nghiệp.

b) Xác định dung l ợng cần bù:

Dung lợng bù của xí nghiệp cần phải đợc xác định để hệ số cos tbxn đạt đến giá trị tối thiểu do nhà nớc qui định (theo qui định hiện hành thì hệ số công suất của xí nghiệp không đợc nhỏ hơn 0,85  0,95) Nh vậy việc tính dung lợng bù ở đây là dung lợng bù cỡng bức để đạt giá trị qui định mà không phải là xác định dung lợng bù kinh tế của hộ dùng điện Và vì vậy dung l- ợng bù của xí nghiệp có thể xác định theo biểu thức sau:

Qb  PttXN.( tg 1 tg 2) (5-2)

P ttXN– nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp.

tg 1 – nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt ơng ứng với cos T 1 (hệ số công suất trớng khi bù).

tg 2 – nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt ơng ứng với cos T 2 (hệ số công suất cần đạt tới).

Phân phối tối u dung l ợng bù:

Nh đã phân tích mục 3)-b việc đặt phân tán các nhóm tụ ở gần phụ tải sẽ làm gia tăng chi phí về quản lý và vận hành, mặc

dù có thể giảm đợc tổn thất nhiều hơn xong việc thực hiện thờng phức tạp hơn cho nên phần lớn các xí nghiệp hiện nay thực hiện việc bù tập trung và dùng tụ điện để thực hiện Vị trí bù th ờng đặt tại thanh cái của các trạm biến áp phân xởng (không đặt tại thanh cái của trạm biên áp trung tâm nhằm giảm tổn thất trên lới cao áp của mạng xí nghiệp) và vì vậy vị trí đặt tụ có thể của lới

xí nghiệp sẽ nh hình vẽ (HV-4.1) Vấn đề là dung lợng của mỗi điểm trên cần phải đợc tính toán để đạt đợc hiệu quả tối đa, có nghĩa là ta sẽ phải tiến hành phân phối dung lợng bù tối u Nếu c coi mỗi điểm bù trên HV-4.1 là một biến sau đó lập hàm chi phí tính toán cùng với một số dàng buộc để hàm Z  min ta sẽ thiết lập đợc một hệ phơng trình nhiều biến Nhng nh vậy kích cỡ của bài toán này khá cồng cành vì giá tụ tại các thanh cái cao và hạ áp lại không giống nhau Để giải quyết bài toán này, thông th ờng ngời ta tiến hành phân phối dung lợng bù về các nhánh trong cùng một cấp điện áp, sau đó sẽ tiến hành phân phối dung l ợng bù (của mỗi nhánh) về phía cao và hạ của từng trạm biến áp phân xởng và nh vậy có thể áp dụng các công thức về phân phối dung l- ợng tối u đã có Dới đây là trình tự thực hiện việc phân phối dung lợng bù:

a) Sơ đồ bố trí tụ:

b) Sơ đồ tính toán:

Để tiến hành phân phối dung lợng bù tối u ta thiết lập sơ đồ thay thế tính toán trong đó các phần tử của hệ thông chỉ

đ-ợc thay bằng các điện trở (vì hàm mục tiêu ở đây là tối thiểu hoá tổn thất điện năng trong hệ thống) Từ sơ đồ thực ta có sơ đồ thay thế sau:

HV-5.1

Cần nhớ rằng R tđ1 = R 1 + R B1 và tính tơng tự cho tất cả các nhánh khác, riêng nhánh thứ 5 điện trở tơng đơng của nhánh

sẽ là điện trở tơng đơng của cả cụm và đợc tính theo biểu thức sau:

Q 1 ; Q B1 Công suất phản kháng của phụ tải các nhánh và công suất bù của các nhánh Riêng nhánh thứ 5 thì Q 5 là tổng công suất phản kháng của các phụ thuộc nhánh 5 (bao gồm cả ở trạm B5 và trạm B6, còn Q b5 là công suất cần bù của cả nhánh 5 (gồm cả trạm B5 và trạm B6 phần công suất này sau khi đã tìm ra lại phải phân phối lại cho cả hai trạm B5 và B6).

c) Phân phối dung l ợng bù trong cùng một cấp điện áp:

Sau khi đã đa về sơ đồ HV-4.3 chúng ta có thể sử dụng công thức sau để phân bố dung lợng bù tối u về các nhánh:

Q Q Q Q R

R

td i

  (   ) 

(5-6)

Trong đó: Q bi– nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. Công suất cần bù của nhánh i trong mạng hình tia.

Q i - Công suất phản kháng của nhánh thứ i

Q b - Tổng công suất bù cần phân phối theo (5-2)

Q - Tổng công suất phụ tải phản kháng của mạng.

d) Phân phối dung l ợng bù về phía cao và hạ áp của trạm biến áp:

Cần nhớ rằng công suất bù tính đợc nhờ công thức (5-6) không nhất thiết phải đặt tất cả ở phía hạ áp của các trạm biến

áp phân xởng Vì nếu đặt ở đó thông thờng ta chánh

đợc tổn thất công suất phải tryuền tải qua máy biến áp Nhng ngợc lại ta phải dùng tụ điện hạ áp có giá 1kVAr đắt hơn ở phía cao áp và vì vậy để giải quyết triệt để vấn đề phân phối dung lợng bù ta tiến hành phân phối dung lợng bù lần nữa cho mỗi trạm xem lợng công suất bù tính đợc ở công thức (5-6) thì sẽ có tỷ lệ bao nhiêu phần trăm đặt ở phía cao áp, số còn lại sẽ ở hạ áp hay toàn bộ đặt ở hạ áp hoặc ở cao áp của trạm.

Có thể tiến hành tính dung lợng bù tối u ở phía hạ áp của trạm bằng công thức sau:

b1

Q

4; Q

Trong đó: Q - Công suất phản kháng của phụ tải [kVAr]

a v h– nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. Hệ số vận hành (có thể lấy bằng 0,1).

a tc - Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu t (có thể lấy bằng 0,2 – nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. 0,14).

K = k h– nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. k c (mức chênh giá của 1kVAr tụ bù hạ áp và cao áp) tính

[đồng/km]kVAr].

U - Điện áp định mức phía cao áp của máy biến áp [kV].

R B - Điện trở của máy biến áp (tính theo U cao áp) [].

 - Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất [giờ].

C - Giá thành điện năng tổn thất [đồng/km]kWh].

Khi kết quả tính toán theo (5-8) mà cho giá trị âm thì điều đó có nghĩa là nên đặt toàn bộ dung l ợng bù về phía hạ áp của trạm thì xẽ có lợi hơn và không cần đặt tụ bù ở phía cao áp nữa Trờng hợp ngợc lại thì sau khi xác định đợc dung lợng bù hạ

áp tối u, ta có thể suy ra lợng công suất cần phải bù ở phía cao áp của trạm bằng biểu thức ràng buộc Q bh + Q bc = Q b (công suất

bù xác định đợc bằng (5-6) phần phân phối dung lợng or trên) Và vì vậy công suất cần bù ở phía cao áp của trạm có thể đợc xác

MỘT SỐ TÀI LIỆU TRA CỨU