THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐỊA PHƯƠNG VÀ KẾT CẤU LẮP ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ HẠ ÁP

Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐỊA PHƯƠNG

VÀ KẾT CẤU LẮP ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ HẠ ÁP

Phần I THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ

ĐỊA PHƯƠNG

Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP

1 LOẠI NGÀNH NGHỀ, QUY MÔ VÀ NĂNG LỰC CỦA XÍ NGHIỆP

1.1 Loại ngành nghề:

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sốngnhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng Trong quá trình công nghiệphoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nóichung và nhà máy cơ khí địa phương nói riêng là những mục tiêu hàng đầutrong việc sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân

- Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phương.Nhiệm vụ sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấukim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khíhoá sản xuất nông nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trongxây dựng, sinh hoạt Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dâychuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhàmáy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện

Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không nhữngchỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và

độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy

1.2 Quy mô, năng lực của xí nghiệp:

- Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m2 nhà xưởng, bao gồm 10 phânxưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dựkiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA.

- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế,lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn Đứng về mặt cung cấp điện thìviệc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai vềmặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho khônggây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng

mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất

dự trữ dẫn đến lãng phí

2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA XÍ NGHIỆP:

* BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý

* PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí

* PXLRCK - Phân xưởng lắp ráp cơ khí

* PXR - Phân xưởng rèn

* PXĐ - Phân xưởng Đúc

PX SC CƠ KHÍ PXKC KIM LOẠI

* PXGCG - Phân xưởng gia công gỗ.

* PXKCKL - Phân xưởng kết cấu kim loại

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xínghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sảnphẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II

- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phảiđảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xínghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp

3 GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN XÍ NGHIỆP.

3.1 Các đặc điểm của phụ tải điện.

- Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loạiphụ tải:

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầutrực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép UCf =  5% Uđm Côngsuất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởitần số f=50Hz

- Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn.Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số

f = 50Hz Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng UCf = 2,5%

3.2 Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp.

- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quantrọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết

bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn xínghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là 67% Phụ tải loại II lớn

gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại

II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục

4 PHẠM VI ĐỀ TÀI.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nênviệc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòihỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quantrọng của công trình

- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến:+ Thiết kế mạng điện phân xưởng

+ Thiết kế mạng điện xí nghiệp

+ Tính toán công suất bù cho xí nghiệp

+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng

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

Chương II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN XÍ NGHIỆP.

1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ.

1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ khí

- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn

- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênhlệch giữa các nhóm

+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằngxưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :

1.2 Xác định phụ tải động lực tính toán 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 trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trungbình

- Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải

- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biếtđược công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác địnhphụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

b Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1

Công thức tính phụ tải tính toán:

Ptt =Kmax Ptb = Kmax  Ksdi Pđmi. ( 2-1)

+ Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theohai đại lượng Ksd và nhq

+ nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả

- Ta thấy với nhóm máy công cụ có Ksd =0,16; từ cos=0,6

; n

; 11 , 0 9

Qtt = Ptt tg = 35 1,33 = 46,55 (KVAR)

) KVA ( 24 , 58 55 , 46 35 Q

P

tt 2 tt

) A ( 486 , 88 380 3

10 24 , 58 U 3

S

I

3 tt

 Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong bảngB2-3

 Một số công thức được dùng để tính toán:

- Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làmviệc dài hạn của thiết bị:

2) - (2

% K P

P

d dm

dm

dm sd

+ Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw)

Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau:

1.3 Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng:

Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vịdiện tích Công thức tính :

Pcs =P0 F (2-6)

Trong đó :

+ P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)

+ F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2)

- Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng F = 48 x 25 =1200 (m2)

- Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Pttpx = 0,85 (35 + 32,33 + 80,74 + 82,05 + 63,92) + 18 = 268,0 (kw)

Qttpx=0,85.(46,55+43,0 = 107,38 + 109,13 + 85,01) = 332,41 (KVAR)

Stt.px = 268 , 02  332 , 52  427 , 06 ( KVA )

1.5 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.

Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòngkhởi động lớn nhất mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làmviệc bình thường và được tính theo công thức sau:

Iđn = Ikđ(max) + (Itt - Ksd Iđm(max)) (2-8)

Trong đó:

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

tt

2 tt

Trong đó :

+ Pđ : Công suất đặt của phân xưởng (kw)

+ knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ thuật).+ tg : Tương ứng với cos đặc trưng của nhóm hộ tiêu thụ

Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức (2-6) ở trên

a Tính toán cho phân xưởng kết cấu kim loại :

Phân xưởng có công suất đặt Pđ = 1950 (kw)

Pcs = P0 F = 15 1750 = 26,25 (kw)

+ Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

Ptt = Pđl + Pcs = 1365 + 26,25 = 1391,25 (kw)

83 , 1545 9

, 0

25 , 1391 cos

b Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác

Kết quả được được ghi trong bảng B 2-4:

Bảng 2-4

Tên phân xưởng Pđ,

kw Knc cos tg

F (m 2 )

2.2 Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:

- Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp:

) kw ( 2 , 4663 P

P k P

10

1 csi10

1 ttidl

, 4156 2

, 4663

- Hệ số công suất của toàn xí nghiệp:

75 , 0 95 , 6246

2 , 4663 S

P Cos

ttXN

ttXN



2.3 Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 năm sau:

- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai:

S(t) = Stt (1 + 1t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN

Trong đó:

Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại

1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (1 = 0,083 - 0,101) (trang

- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toáncủa phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn

- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồphụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụtải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng

- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tảitrong xí nghiệp

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tươngứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.

3.1 Xác định bán kính vòng tròn phụ tải:

m

S

Ri ttPXi

( 2-10 )

Trong đó :

+ SttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA)

+ Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i, mm

.360

7 PX sửa chữa cơ khí 18 268 446,7 3 6,89 24,18

8 Phân xưởng gia công gỗ 47,25 272,25 453,75 3 6,94 62,48

9 Bộ phận hành chính & BQL 57 121 134,44 3 3,78 169,59

10 Bộ phận thử nghiệm 25 321 401,25 3 6,53 28,04

3.2 Biểu đồ xác định tâm phụ tải.

Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độtrọng tâm của các phân xưởng là ( xi, yi ) ta xác định được toạ độ tối ưu

Tên phân xưởng; Công suất tính toán của phân xưởng

 Xác định trọng tâm phụ tải của xí nghiệp:

s

x s

x ;

.

44 , 8043

9 , 5 25 , 401 3 , 4 19 , 742 3 , 8 84 , 1104 3

, 1 1290 5

, 3 83 , 1545

9 , 1 44 , 134 8 75 , 453 7 , 5 7 , 446 5 , 5 83 , 619 3 , 5 25 , 1231

3 , 4 25 , 1231 3

, 1 19 , 742 2 84 , 1104 5

, 5 1290 5

, 5 83 , 1454

44 , 8043

9 , 1 25 , 401 7 , 0 44 , 134 5 75 , 453 7 , 5 7 , 446 1 83 , 19

Góc phụ tải chiếu sáng

Phụ tải động lực

cs

CHO XÍ NGHIỆP

1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN :

- Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đadạng Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó,khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặctrưng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địahình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (ĐTCCCĐ) cao,các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ Để từ đó xácđịnh mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấpđiện hợp lý

- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy, tínhkinh tế và tính an toàn Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộtiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượngnguồn cung cấp của sơ đồ

- Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an toàntuyệt đối cho người và thiết bị trong mọi trạng thái vận hành Ngoài ra, khi lựachọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật khác như đơngiản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có biện pháp tựđộng hoá

2 TỔNG HỢP PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP:

- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên khôngngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máychính, tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị côngnghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ, Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấpđiện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụtải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoạicác thông số tối ưu của lưới

- Nhưng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điệncủa xí nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trongtương lai do đó phụ tải tính toán Stt đã tính trước với số năm dự kiến là 10.

Stt(10) = 12181,55 KVA

Ptt(10) = 9136,16 kw

3 XÁC ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI TỪ HỆ THỐNG ĐẾN XÍ NGHIỆP:

3.1 Công thức kinh nghiệm:

Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta sử dụng một

số công thức kinh nghiệm sau:

P 16 l 34 , 4

4

l P 16

U  (b) (3-1)

P 16

l 17

U   (c)

Trong đó:

+ U : Điện áp truyền tải tính bằng (kv)

+ l : Khoảng cách truyền tải tính bằng (km)

+ P : Công suất truyền tải tính bằng (1000 kw)

3.2 Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.

Thay các giá trị PttXN(10) = 9136,16 kw và l = 5km vào công thức (3-1a)trên ta tính được U = 53,36 kv Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệthống đến xí nghiệp là Uđm =35 kv

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CUNG CẤP ĐIỆN CHO XÍ NGHIỆP :

4.1 Các phương án về trạm nguồn:

- Giới thiệu những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp chỉ từ

hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN)

- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kv xuống điện áp 0,4kvthì có lợi giảm được tổn thất nhưng chi phí cho các thiết bị cao Loại sơ đồnày phù hợp với các xí nghiêp có các phân xưởng nằm cách xa nhau (Hình b)

- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho cácbiến áp phân xưởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loạihình phân xưởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c)

Theo phân tích trên ta dùng sơ đồ trạm nguồn là trạm biến áp trungtâm 35/10kv cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

4.2 Chọn vị trí xây dựng trạm :

 Trạm biến áp trung tâm

- Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian(BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 35kv biến đổi xuống điện

áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng

- Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau:

+ Gần tâm phụ tải điện M0 (4,8; 3,8)

+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan

Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phânphối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồcung cấp điện đảm bảo hơn

Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xưởng số 2(ký hiệu số 5 trên mặt bằng )

 Trạm biến áp phân xưởng :

- Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xínghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tảiđộng lực và chiếu sáng của phân xưởng

- Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng,không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành vàsửa chữa

+ Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất, chi phí xây dựng,tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ

+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễdàng chống cháy nổ

+ Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao,vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng

Vậy trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng

5 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CHO CÁC MÁY BIẾN ÁP:

5.1 Xác định số lượng máy biến áp:

- Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như trạm biến

áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cungcấp điện hợp lý

- Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến

áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy,không nên đặt quá hai máy

+ Trạm một máy biến áp có ưu điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơngiản trong hầu hết các trường hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhấtnhưng có nhược điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao + Trạm hai máy biến áp thường có lợi về kinh tế hơn so với các trạm

ba máy và lớn hơn

Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lượng máy biến áp cần phảixét đến độ tin cậy cung cấp điện

- Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xưởng trong

xí nghiệp có thể phân ra hai loại phụ tải sau :

 Phụ tải loại 2 gồm :

- Phân xưởng kết cấu kim loại (KCKL), ký hiệu trên mặt bằng số 1

- Phân xưởng lắp ráp cơ khí (LRCK), ký hiệu trên mặt bằng số 2

- Phân xưởng đúc, ký hiệu trên mặt bằng số 3

- Phân xưởng nén khí, ký hiệu trên mặt bằng số 4

- Trạm bơm, ký hiệu trên mặt bằng số 6

 Phụ tải loại 3 gồm:

- Phân xưởng rèn (PXR), ký hiệu trên mặt bằng số 5

- Phân xưởng (SCCK), ký hiệu trê mặt bằng số 7

- Phân xưởng (GCG), ký hiệu trên mặt bằng số 8

- Bộ phận HC & Ban Quản lý, ký hiệu trên mặt bằng số 9

- Bộ phận thử ngiệm, ký hệu trên mặt bằng số 10

 Số lượng trạm biến áp được chọn như sau:

- Phân xưởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó

- Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó

- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ củaphân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau:

+ Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PXKCKL

+ Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí

+ Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng đúc

+ Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL

+ Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho trạm bơm và bộ phận thử nghiệm.+ Trạm B6 (1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng rèn

+ Trạm B7 (1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng SCCK+ PX Gia cônggỗ.

5.2 Chọn dung lượng máy biến áp:

- Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện(A.T.C.C.Đ) Máy biến áp được chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất định,việc lựa chọn công suất máy biến áp không những đảm bảo độ an toàncung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hưởng lớn đến cácchỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện

- Các máy biến áp của các nước được chế tạo với các định mức khácnhau về nhiệt độ môi trường xung quanh, vì vậy khi dùng máy biến áp ởnhững nơi có điều kiện khác với môi trường chế tạo cần tiến hành hiệuchỉnh công suất định mức của máy biến áp

 Điều kiện chọn công suất máy biến áp

- Nếu 1MBA : SdmB STT (3-2)

Nếu 2 MBA

S S

k

S S

sc dmB qtsc

TT dmB

+ SđmB : Công suất định mức của MBA (KVA)

+ Stt : Công suất tính toán của phụ tải ( KVA)

+ Ssc : Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố (KVA)+ Kqtsc: Hệ số quá tải sự cố ; Kqtsc = 1,4

Trạm biến áp trung tâm:

,1

55,121814

,1

)KVA(78,60902

5,121812

S S

S S

SC dmB

TT dmB

- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có Sđm = 10 MVA khi đưa

về lắp đặt trong nước thì công suất định mức của MBA phải được hiệuchỉnh theo nhiệt độ

- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ [ giáo trình: CCĐXN ]

100

+ S’đm : công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)

+ Sđm : công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)

Theo khí hậu miền Bắc lấy tb= 240C, max=420C, như vậy công suấtđịnh mức sau khi hiệu chỉnh S’đm=0,75SđmS’đm=0,75.10000= 7500(KVA).Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:

 Trạm biến áp phân xưởng :

- Nên chọn cùng một cỡ máy hoặc chọn không qúa 2-3 cỡ máy

- Trạm biến áp phân xưởng B1

,1

83,15454

,1

)KVA(915,7722

83,15452

S S

S S

sc dmB

tt dmB

 Chọn tương tự cho các trạm biến phân xưởng khác, những máy có

Sđm1000kVA, ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam nênkhông phải hiệu chỉnh nhiệt độ Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tườngchung với tường phân xưởng Kết quả chọn ghi trong bảng B3-2

- Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ được lấy điện từ hệ thốngbằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.

- Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệpmạng cao áp được dùng cáp ngầm Từ trạm BATT đến các trạm biến ápphân xưởng B1; B2; B3 ; B4 ; B5; dùng cáp lộ kép, đến trạm B6; B7 dùng cáp

lộ đơn

Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp trungtâm trên mặt bằng, đề ra 3 phương án đi dây mạng cao áp

 Phương án 1:

Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm BATT

 Phương án 2 và phương án 3; các trạm biến áp xa trạm BATT củanhà máy, lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm BATT Các phương án đidây của mạng điện xí nghiệp như sau:

(Vẽ các sơ đồ đi dây của 3 phương án)

Tra bảng với dây dẫn AC và Tmax=4500h được Jkt =1,1(A/mm2)

- Trạm biến áp trung tâm (BATT)

- Trạm biến áp phân xưởng (BAPX)

- Các cao áp

- Các hạ áp

Ta có

) mm ( 34 , 91 1

, 1

47 , 100 F

;

).

A ( 47 ,

100 35

3 2

55 , 12181 3

2

2 kt

kt

ttXN kt

dm

ttXN ttXN

Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 95mm2, ký hiệu AC-95 có Icp =330(A)

- Kiểm tra sự cố khi đứt một dây : 173 , 2 ( A )

35 3

7500 4 , 1 U

3

S 4 , 1 I

dm

dmB

Icp > Ittsc = 173,2 (A) Dây dẫn chọn thoả mãn

- Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diệndây đã chọn vượt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tương lai, nênkhông cần kiểm tra theo U

7.1 Tính toán kinh tế - kỹ thuật cho các phương án:

Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phương án Mục đíchtính toán của phần này là so sánh tương đối giữa 3 phương án cấp điện, chỉcần tính toán so sánh phần khác nhau giữa 3 phương án Cả 3 phương ánđều có những phần tử giống nhau: đường dây cung cấp từ trạm biến áptrung gian (BATG) về (BATT), 7 trạm biến áp, vì thế chỉ so sánh kỹ thuật -kinh tế giữa 3 mạng cáp cao áp Dự định dùng cáp XLPE lõi đồng bọc thép

do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số kỹ thuật cho trongphụ lục

- Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B1:

) A ( 62 ,

44 10 3 2

83 , 1545

3

S I

dm

1 TTB max

v

) mm ( 39 , 14 1 , 3

62 ,

kt

max kt

2

10 R P

+ S : Công suất truyền tải (kVA)

+ U : Điện áp truyền tải (kV)

+ R : Điện trở tác dụng (  )

- Tổn thất trên đoạn cáp từ trạm BATT đến trạm B1: cáp có r0 = 1,47

/km, L=75M  R = r0 l

R = 1,47 0,075 = 0,11 ()

) kw ( 63 , 2 10 11 , 0 10

83 , 1545

+ YiA.= C A : phí tổn vận hành hàng năm

Tính toán với đường cáp lấy :

7.2 So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án:

Các tuyến cáp đã chọn vượt cấp, các TBAPX rất gần TBATT, cácphương án coi như điều kiện tổn thất điện áp đã đạt yêu cầu và không đem

so sánh nữa

Bảng 3-9

Phương án Ki 103đ Ai kwh Zi 103đ

1 42330 47880 48609

Theo bảng trên ta thấy :

- Xét về mặt kinh tế thì phương án 1 có chi phí tính toán hàng năm (Z)

là nhỏ nhất

- Xét về mặt kỹ thuật thì phương án 1 có tổn thất điện năng hàng năm bé nhất

- Xét về mặt quản lý vận hành thì phương án 1 có sơ đồ hình tia thuận lợi cho vận hành, sửa chữa

Vậy chọn Phương án 1 làm phương án tối ưu của mạng cao áp.

8 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ THUYẾT MINH VẬN HÀNH CỦA PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU:

8.1 Sơ đồ nguyên lý : (sơ đồ ở trang sau.)

Hình 3.4 Sơ đồ nối trạm biến áp phân xưởng đặt 1 MBA

Hình 3.5 Sơ đồ đấu nối các trạm phân xưởng đặt 2 MBA.

V

Tủ aptômát tổng

Tủ aptômát nhánh

Tủ A phân đoạn

Tủ áptômát

Tủ aptômát tổng

Máy biến

áp 10/0,4K V

Tủ cao áp

Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn xí nghiệp

35KV

CSV MC

BATT

MC BU

8.2 Các thiết bị và nguyên tắc vận hành:

a Các thiết bị:

- Đường dây trên không 35kv dùng dây AC-95, có đặt máy cắt loại SF6

- Phía cao áp của trạm BATT đặt máy cắt SF6 và đầu vào trạm đặtchống sét van

- Phía hạ áp (10kv) của trạm BATT sử dụng hệ thống một thanh gópgồm hai phân đoạn, chúng được liên hệ với nhau bằng máy cắt liên lạc(MCLL)

+ Các máy cắt cấp 10kv được sử dụng máy cắt hợp bộ

+ Trên mỗi phân đoạn ta đặt các biến điện áp 3 pha 5 trụ ( BU )

- Phía cao áp (10Kv) trạm biến áp phân xưởng dùng tủ cầu dao- cầuchì trọn bộ

- Phía hạ áp (0,4Kv) của trạm BAPX đặt Aptomat tổng (AT) và cácAptomat nhánh, trạm 2 MBA ta đặt thêm Aptomat liên lạc (ATLL)

b Nguyên tắc vận hành:

- Bình thường các MCLL, ATLL luôn mở, các máy biến áp làm việcđộc lập với nhau (vận hành hở)

- Khi một trong hai MBA bị sự cố hay được đưa ra sửa chữa thì các

MC (CD-CC) phía cao áp và MC (AT) hạ áp sẽ cắt ra và MCLL (ATLL) sẽđược đóng lại để liên thông giữa hai phân đoạn

- Khi sự cố hay sửa chữa thanh cái của phân đoạn nào thì các MC nốivới phân đoạn đó được cắt ra

- Bảng thông số kỹ thuật các máy biến áp phân xưởng :

Bảng 3-10

Sđm,kVA UC, kv UH, kv P0, W PN, W UN%

Chương IV TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

1 MỤC ĐÍCH TÍNH NGẮN MẠCH :

- Mục đích tính ngắn mạch là để chọn và kiểm tra các thiết bị

- Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên cóthể dùng những phương pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau:

+ Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắnmạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống

+ Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạchkhông chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hưởng đáng kểnhư máy cắt, dao cách ly, aptomat,

+ Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng Các

hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điệnquốc gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp chophép ta tính toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên

+ Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hưởng đáng kể tới giá trịdòng ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọnthiết bị không chính xác

2 CHỌN ĐIỂM TÍNH NGẮN MẠCH VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA SƠ ĐỒ.

2.1.Chọn điểm tính ngắn mạch:

- Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kv, ta cần tính cho điểm ngắn mạch

N1 tại thanh cái trạm biến áp trung tâm 35/10kv để kiểm tra máy cắt vàthanh góp ở đây ta lấy SN = Scắt của máy cắt đầu nguồn

- Để chọn khí cụ điện cho cấp 10kv :

+ Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N2

tại thanh cái 10kv của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp

+ Phía cao áp trạm biến áp phân xưởng, cần tính cho điểm ngắn mạch

N3 để chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm

- Cần tính điểm N4 trên thanh cái 0,4kv để kiểm tra Tủ hạ áp tổng của trạm

2.2 Tính toán các thông số của sơ đồ:

37 X

 Máy BATT: Loại TMH có Sđm = 7500kVA, UC = 36kv; PN =65kw; UN% = 8 Tính RBATT và XBATT quy đổi về phía 10kV.

dm

2 dm N

B 3

2 dm

2 dm N

S

U 100

% U X

; 10 S

U P

) ( 116 , 0 10 7500

10 65

2 2

) ( 07 , 1 10 7500 100

10 8

 Trạm biến áp phân xưởng :

Các trạm BAPX ta chọn 2 loại MBA do ABB sản xuất tại Việt Nam,không phải hiệu chỉnh nhiệt độ

- Loại 800 KVA có: Uc =10kv, UH =0,4kv, P0 =1,4kw; PN =10,5kw; UN% =5,5.

 10 2 , 63 10 ( )

800

4 , 0 5 , 10

2 3

) ( 011 , 0 10 800 100

4 , 0 5 , 5

2 3

2 3

) ( 10 8 , 8 10 1000 100

4 , 0 5 , 5

2 3

Ta có :

1

1 tb 1

N 3 Z

U I





-) kA ( 6 , 6 )

065 ,

2 717

, 0 ( 65

, 1 3

37 I

I

I

2 2

"

1 N 1

, 0 294

, 1 3

5 , 10 I

I I

2 2

"

2 N 2

5 , 10 65 , 1 R

2 )

KV 10

5 , 10 ).

065 , 2 717 , 0 ( X

2 )

KV 10

5 , 10 I

2 2

1 C

4 , 0 36 , 0 R R

R

2 4

BX ) kV 4 , 0 ( QD 3

) ( 01 , 0 10 8 , 8 5 , 10

4 , 0 304 , 1 X X

R

2 4

BX ) kV 4 , 0 ( QD 3

4 , 0 I

2 3

4 CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ:

4.1 Chọn và kiểm tra máy cắt

 Điều kiện chọn và kiểm tra:

qd

t t

a Chọn máy cắt đường dây trên không 35kV: