thuyết minh đồ án cung cấp điện

Chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân x ởng cơ điện Việc chọn sơ đồ hợp lý là một yếu tố quan trọng để đảm bảo phù hợp với các mức độ yêu cầu về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các thiết

TRờng đại học ktcn cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xởng SCCK và nhà máy cơ khí Hà Nội

II các số liệu kỹ thuật:

• Mặt bằng phân xởng (hình 1) và nhà máy(hình 2)

• Số liệu các phụ tải phân xởng (bảng 1) và nhà máy (bảng 2)

• Nhà máy lấy điện từ TBA khu vực ở cách nhà máy 1km Nhà máy làm việc 3

ca có TMax=5500 h

• Công suất của hệ thống Sht=∞

• Công suất ngắn mạch tại thanh cái của TBA khu vực SN=300 MVA

• Điện áp định mức thanh cái hạ áp TBA khu vực Uđm=35 kV

III nội dung thuyết minh và tính toán:

1- Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng và nhà máy

2- Thiết kế mạng điện cho phân xởng

3- Lựa chọn phơng án và thiết kế mạng điện cho nhà máy

4- Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị điện

5- Thiết kế hệ thống bảo vệ và đo lờng TBA

IV các bản vẽ: 4 bản Ao

1- Sơ đồ mặt bằng và đi dây cho phân xởng

2- Sơ đồ mặt bằng và đi dây cho nhà máy

3- Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho nà máy

4- Sơ đồ bảo vệ và đo lờng TBA

10 Bể dầu tăng nhiệt 1 8,5 0,70 0,16

Ghi chú:

• Phụ tải có điện áp định mức 380/220

Bảng 2 phụ tải nhà máy cơ khí Hà Nội

Phô t¶i tÝnh to¸n cña ph©n xëng gåm hai lo¹i:

+ §i d©y thuËn lîi, kh«ng chång chÐo, gÊp khóc( gãc lîn cña d©y ph¶i lín h¬n 1200).+ Nõu c«ng suÊt cña c¸c nhãm gÇn b»ng nhau lµ tèt nhÊt

Vëy víi ph©n xëng SCCK ta cã thÓ chia thµnh 4 nhãm thiÕt bÞ nh sau(b¶ng 3):B¶ng 3:

I

III Khoan bàn 26 1 4.5 0.6 0.16

II Xác định phụ tải của các nhóm:

Ta xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb

1 Xác định phụ tải nhóm I:

Số thiêt bị trong nhóm n=8

Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax=20kW

Thiết bị có công suất >= 1/2 Pmax là: n1=2

Tổng công suất của n thiết bị:

1 dmi

P

) k P (

=ksd=0,16

Với ksd,ksdtb là hệ số sử dụng của một thiết bị và của cả nhóm

Ptb là phu tải trung bình của một thiết bị

Theo phụ lục I.4 ,I.6 trang 254, 256 thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang và Vũ Văn Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội-1998 Ta đợc n*

8

1

i dmi

P

) cos P

(

=

05 , 45

65 , 0 85 , 0 65 , 0 85 , 0 7 , 0 85 , 0 65 , 0 20 6 , 0 10 65 , 0 5 , 4 7

4 , 34

=52(A)

2 Xác định pụ tải nhóm II:

Số thiêt bị trong nhóm n=7

Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax=14kW

Thiết bị có công suất >= 1/2 Pmax là: n1=3

Tổng công suất của n thiết bị:

sdi 7

P

) k P (

=ksd=0,16

Với ksd,ksdtb là hệ số sử dụng của một thiết bị và của cả nhóm

Ptb là phu tải trung bình của một thiết bị

Theo phụ lục I.4 ,I.6 trang 254, 256 thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang và Vũ Văn Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội-1998 Ta đợc n*

P

) cos P

(

=cosϕ =0,6

PttnhII=kmax.ksdtb.∑7

1 dmi

9 , 34

=53(A)

3 Xác định phụ tải nhóm III:

Nhóm III có máy hàn là thiết bị một pha làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Cần quy đổi về thiết bị 3 pha làm việc ở chế độ dài hạn: cho ε=100% và máy hàn sử dụng điện áp dây (380V)

Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm Pmax=23,82kW

Thiết bị có công suất nho nhất trong nhóm Pmin=0.65kW

sdi 9

1 dmi

P

) k P (

=0.16+0,35.23,82/50,27 = 0.25 > 0.2

⇒nhq=2 ∑9

1 dmi

P /Pdmmax=2.50,27/23.82=4.2Theo phụ lục I.6 trang 256 thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang và Vũ Văn Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội-1998 Ta đợc kmax=f(ksdtb,nhq) theo bảng 1-11:

P

) cos P

79 , 49

=75,7(A)Tổng hợp lại ta có bảng kết quả sau (bảng 4):

B Tính toán phụ tải phân x ởng:

I Xác định phụ tải chiếu sáng của phân x ởng cơ khí.

Trong phân xởng ngoài sử dụng công suất của các thiết bị còn phải chiếu sáng cho phân xởng để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt

Vì phụ tải chiếu sáng đợc phân bố đều trên mặt bằng diện tích nên ta áp dụng công thức sau để tính phụ tải tính toán:

5 , 8

=13(A)

II Xác định phụ tải tính toán của phân x ởng

Phụ tải tính toán của phân xởng đợc xác định theo công thức sau:

1 ttnhi 2

3 1

cspx

P

Chọn kđt = 0.8 : là hệ số đồng thời của thiết bị trong phân xởng xét tới sự làm việc

đồng thời giữa các nhóm máy trong phân xởng.(kđt=0,8ữ1)

Sttpx= 0,8 ( 22 , 35 + 20 , 91 + 29 , 54 + 8 , 5 ) 2 + ( 26 , 15 + 34 , 9 + 49 , 79 ) 2 =110(kVA)

Pttpx=kđt(∑3 +

1

cspx ttnhi P

cspx ttnhi dt

S

) P P (

=

110

) 5 , 8 54 , 29 91 , 20 35 , 22 (

8 ,

=0,59

C Phụ tải tính toán của toàn nhà máy:

Ngoài việc chiếu sáng trong các phân xởng, ta còn phải tính toán phụ tải chiếusáng ngoài phân xởng bao gồm: Chiếu sáng đờng đi, bãi trống, chiếu sáng cho cácphòng ban và khu vực hành chính

Việc xác định phụ tải này cũng dựa vào phơng pháp suất chiếu sáng trên một

đơn vị diện tích

Pttcs = P0.FVới sơ đồ mặt bằng nhà máy ta tính đợc diện tích của các phân xởng ghi trongbảng 5

1 Chiếu sáng ban quản lý nhà máy:

Ta có Poql=20(W/m2)

⇒ Pcsql=Po.Fql=20.231.10-3=4,6(kW)

2 Chiếu sáng đất trống và đờng đi của nhà máy:

Tra bảng 2-4, trang 623, cung cấp điện, Nguễn Xuân Phú, NXB khoa học và kỹ thuật Với đất đai trống của xí nghiệp và đờng đi Pođt =0,2 (W/m2)

Diện tích đất trống và đờng đi của nhà máy:

II Phụ tải tính toán toàn nhà máy:

Phụ tải tính toán toàn nhà máy đợc xác định theo công thức:

1 2 8

1

) (

) (∑P ttpx +P ttcs + ∑Q ttpx

Trong đó: kđt là hệ số đồng thời sét đến khả năng phụ tải lớn nhất của toàn

nhà máy kđt=0,8ữ1 tuỳ từng nhà máy Chọn kđt=0,9

Kpt là hệ số kể đến khả năng phát triển thêm phụ tải của nhà máy

Phần II:

Thiết kế mạng điện phân xởng

I. Chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân x ởng cơ điện

Việc chọn sơ đồ hợp lý là một yếu tố quan trọng để đảm bảo phù hợp với các mức độ yêu cầu về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các thiết bị trong phân xởng

Ngoài ra, sơ đồ đợc chọn phải thuận tiện trong vận hành và sửa chữa, cung cáp

điện liên tục, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, đảm bảo chất ợng điện năng, giảm đến mức nhỏ nhất các loại tổn thất

l-Trong mạng điện ngời ta thờng dùng 3 loại sơ đồ:

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân xởng nh sau:

Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong phân xởng ta đặt một tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về và cung cấp cho 3 tủ động lực Mỗi tủ động lực cấp

điện cho một nhóm phụ tải nh đã phân nhóm ở trên Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp 1 áp tô mát đầu nguồn, từ TBA về phân xởng bằng cáp ngầm và qua dao cách

ly về tủ phân phối của phân xởng Các tủ động lực đợc cấp điện bằng đờng cao áp hình tia, đầu vào và đầu ra đặt Aptomat

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho trên hình:

 Chọn Aptomat bảo vệ cho các máy:

Việc chọn aptomat phải dựa vào yêu cầu sau:

• Aptomat không đợc tác động với dòng quá tải ngắn hạn và dòng định mức

• Aptomat phải tác động khi có dòng cực đại (quá tải lâu dài) và dòng ngắn mạch chạy qua

Theo các điều kiện sau:

Uđm ≥ Uđmmạng

IđmATM≥ Ilvmax.tbị = Iđn/α

Ic ≥ Ixk

IđmATM & Ic là dòng định mức và dòng cắt cho phép của ATM

Iđn là dòng đỉnh nhọn chảy qua Aptomat

• Aptomat bảo vệ cho cáp đến một máy :

Iđn=Imm=kmm.Iđm

• Aptomat bảo vệ cho cáp đến nhiều (2) máy:

Iđn= kmm max.Iđm max + (Inh - Iđmmax)

Với: kmm = 2ữ2,5 hệ số mở máy đối với máy hàn

Kmm = 5ữ7 hệ số mở máy đối vói động cơ roto lòng sóc

α là hệ số đợc chọn tuỳ theo đặc điểm khởi động của động cơ hay máy sản suất

α = 2,5 với động cơ mở máy không tải

α = 1,6 ữ 2 với động cơ mở máy có tải

α = 1,6 với máy hàn

Chọn Aptomat cho nhóm thiết bị: máy tiện ren(5) và máy khoan đứng(6) ở nhóm I:

Iđm(5) =

dm dm

dm

U cos 3

dm

U cos 3

P

ϕ = 3 0 , 7 0 , 38

85 0

Với Idmm là dong điện định mức của móc bảo vệ

Tính tơng tự cho tất cả các thiết bị của 3 nhóm I, II, III kết quả thu đợc ghi ở bảng 6:

5 M tiện ren+M khoan

II

 Chọn Atomat bảo vệ cho từng nhóm máy:

Để tránh sự cố lan tràn ở các tủ động lực, mỗi tủ động lực đợc thiết kế một Atomat để bảo vệ riêng

* Điều kiện chọn Atomat của nhóm :

Immmax : dòng điện mở máy lớn nhất của 1 thiết bị trong nhóm.

Ittnh : dòng điện tính toán của cả nhóm thiết bị

Iđmmax : dòng điện định mức của động cơ có dòng mở máy lớn nhất

Ksdmax : hệ số sử dụng của động cơ có dòng mở máy lớn nhất

IATMnh3≥

α

dnh

I = 2171,6 = 136 (A)

IATMnh3≥ IATMimax = 200 (A)

Vậy chọn IATMcs=15(A) loại A3114/5

[I] ≥

3 2 1

dmtb

k k k

I

=[I1]

[I] ≥

3 2 1

dc

k k k k

• K2: là hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong hầm hoặc một rãnh dới

đất, tra bảng 2-58, trang 656, CUNG CấP ĐIệN của Nguyễn Xuân Phú NXB khoa học và kỹ thuật

• K3: là hệ số hiệu chỉnh kể đến các chế độ làm việc của thiết bị

+ Với chế độ làm việc dài hạn : K3= 1

+ Với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại : K3=

%

875 0

ε

• K: là hệ số kể đến cấu trúc của đờng dây

+ Động cơ rôto lồng sóc có K=3+ Cáp cung cấp cho nhóm độnh cơ k=1,5+ Với đờng dây không xuất hiện dòng đỉnh nhọn k=1

 Chọn dây từ tủ động lực đến máy tiện ren(5) và máy khoan đứng(6) ở nhóm I:

Điều kiện chọn :

[I] ≥

3 2 1

dmtb

k k k

I

=0,8848.0,85.1=64(A)

[I] ≥

3 2 1

dc

k k k k

I

=1,5.0.88125.0,85.1=111(A)Tra bảng 55 trang 235 – sổ tay thiết kế điện chiếu sáng Nguyễn Viễn Sum, NXB Thanh Niên Chọn cáp 4 lõi đồng bọc cách điện bằng cao su và nhựa có tiết diện và dòng cho pháp là:

S = 16 mm2

[I] = 75(A)

 Chọn dây dẫn cho các thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại nh máy hàn (31) ở nhóm III:

Điều kiện chọn: với k3 =

%

875 , 0

ε = 100 %

875 , 0

= 0,875

[I1]=

3 2 1

dmtb

k k k

I

=

875 , 0 1 88 , 0

66

=85,7(A)Chọn dây cáp 2 lõi đồng có :

Chọn cáp cung cấp điện cho từng nhóm máy

Uđmcáp ≥ Uđmmạng

[I] ≥

2K.1Ktt

I =[I3]

[I] ≥

2K.1K.Kdc

I

=[I4]

Trong đó :

Itt dòng điện tính toán của cả nhóm

Idc dòng điện dây chảy của cả nhóm

k1 = 0,88 hệ số kể đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trờng và nhiệt độ tiêu chuẩn

I

= 0,8852.0,9 = 65,7 (A)

[I] ≥

2K.1K.Kdcnh

Ittnh dòng điện tính toán của cả nhóm

IATMimax dòng điện làm việc max của thiết bị

Từ các điều kiện trên ta chọn tủ động lực là loại tủ do hãng SAREL (Pháp) chế tạo SAREL chỉ chế tạo các loại vỏ chứ không lắp đặt sẵn các thiết bị đóng cắt vào trong tủ SAREL chế tạo hàng trăm mẫu tủ khác nhau, trên khung tủ đã lắp sẵn các lỗgá dày đặc để có thể gá lắp các giá đỡ tuỳ ý, tuỳ theo thiết bị chọn lắp đặt.Tủ SAREL vững, cứng, đa chức năng, dễ tháo lắp, linh hoạt với kích cỡ tuỳ thích của khách hàng,

đợc đặt tiện lợi trên nền láng xi măng Vì vậy ta có thể lắp đặt các ATM tuỳ ý theo kích cỡ đã chọn

VII Chọn tủ phân phối trung gian

* Điều kiện chọn tủ phân phối :

Phần III

Thiết kế mạng điện nhà máy

Đặt vấn đề

Mạng điện nhà máy gồm 2 phần : Bên trong và bên ngoài nhà máy

Phần bên ngoài bao gồm đờng dây điện từ hệ thống điện tới nhà máy Còn phầnbên trong bao gồm các trạm biến áp phân xởng và các đờng dây cung cấp điện cho phân xởng

Mạng điện cho nhà máy phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau :

• Sơ đồ đi dây đơn giản, xử lý sự cố nhanh, chính xác

Trong thực tế thì 2 mặt kinh tế và kỹ thuật mâu thuẫn với nhau Phơng án tốt vềmặt kỹ thuật thì lại đắt về kinh tế và ngợc lại Do đó ta phải so sánh cả 2 mặt kinh tế

và kỹ thuật để tìm ra phơng án kinh tế nhất là phơng án dung hoà cả 2 yêu cầu trên

I Chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy

Qua việc xếp loại hộ phụ tải tiêu thụ điện cho các phân xởng ở trên ta tiến hành xếp loại phụ taỉ cho nhà máy

• Tổng công suất lớn nhất của phụ tải loại II :

Vậy: SttIImax = PIImax2 +QI axIm 2 = 853 (KVA)

• Tổng công suất lớn nhất phụ tải loại I :

Phụ tải toàn nhà máy:

SttNM = SttI + SttII =853+979,7 = 1832,7 (kva)

Ta xét:

NI% = (SttI/SttNM)100% = (979,7/1832,7) 100 %=53,5%

NII% = (SttII/SttNM).100% = (853/1832,7)100% =46,5%

So sánh tỷ lệ ta thấy NI% > NII%

Nh vậy nhà máy đợc xếp là hộ phụ tải loại 1

II. Ph ơng án cung cấp điện cho nhà máy:

đều mang tải, khi 1 đờng dây bị sự cố thì đờng dây đó bị loại ra khỏi mạng còn đờngdây còn lại sẽ đảm nhiệm việc cung cấp điện cho nhà máy để tính cung cấp điện chonhà máy đợc liên tục

2 Chọn sơ đồ bên trong nhà máy:

Hệ thống cung cấp điện trong nhà máy đảm bảo việc cung cấp điện bên tronglãnh thổ nhà máy kể từ trạm biến áp nhà máy tới các thiết bị dùng điện, vì số máy củamạng lớn, đờng dây tổng cộng dài, số thiết bị nhiều nên cần phải chọn lựa đợc phơng

án tốt nhất trong các phơng án đặt ra: Vừa thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật đặt ra vừathoả mãn các yêu cầu về kinh tế tức vốn đầu t phải nhỏ cùng chi phí vận hành ít Đặc

điểm của nhà máy cơ khí là yêu cầu cung cấp điện cao, Chủ yếu là phụ tải loại I( chiếm 53,5%) còn lại là phụ tải loại II cung cấp điện cho các phân xởng sản xuất

(chiếm 46,5%), do đó để phù hợp với yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy ở đây tachọn sơ đồ cung cấp điện hình tia.

Việc chọn sơ đồ hình tia có u điểm là nối dây đơn giản, độ tin cậy tính yêu cầucung cấp điện cao, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, việc vậnhành sửa chữa thuận tiện, chi phí vận hành hàng năm nhỏ Tuy nhiên nhợc điệm củasơ đồ này là có nhiều thiết bị đóng cắt, nhiều đờng dây nên vốn đầu t cao

Để đa điện năng đến tng phân xởng có 2 cách thực hiện là sử dụng cáp ngầm

và cáp trên không Song ở đây ta sử dụng cáp ngầm vì cáp đợc chế tạo vững chắc,cắch điện tốt, không bị sét đánh nên làm việc tin cậy hơn so với đờng dây trên không.Bên cạnh đó điện kháng của cáp rất bé nên tổn thất điện năng điện áp nhỏ hơn so với

đờng dây trên không cùng loại đồng thời cáp đợc chôn dới đất nên không ảnh hởngtới việc đi lại, vận chuyển trong nhà máy Tuy nhiên phơng páp này cũng có nhợc

điểm là giá thành cao, thi công khó khăn, việc phát hiện và sửa chữa những điểm bị

sự cố tơng đối khó khăn

Diện tích toàn nhà máy Fnm =26257(m2)

Ta thấy phụ tải tính toán và diện tích nhà máy không lớn lắm và điện áp nguồn là35KV không có phụ tải cao áp và điện áp định mức là 0,4KV để đảm bảo tính kỹthuật và kinh tế nên dùng phơng pháp hạ 35KV xuống 0,4KV và chọn sơ đồ hình tia

để cung cấp điện cho toàn nhà máy

III CHọN DUNG LƯợNG Và Số LƯợNG MBA PHÂN XƯởNG:

Để CCĐ cho các phân xởng ta dùng các MBA điện lực đặt ở cáctrạm biến ápphân xởng biến đổi điện áp 35 KV của lới thành cấp điện áp 0,4 KV cung cấp chophân xởng

Để đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế thì số lợng và dung lơng của các máy biến áp (MBA) cần phải thoả mãn những yêu cầu sau :

 Về kỹ thuật:

• Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

• Các trạm BA đặt càng gần trung tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất điện áp

và tổn thất cong suất Trong 1 nhà máy nên chọn càng ít loại MBA càng tốt

điều này thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, thay thế và việc chọn thiết

bị cao áp, thuận lợi cho việc mua sắm thiết bị

• Số lợng và dung lợng MBA trong trạm phải đảm bảo sao cho vốn đầu t và chiphí vận hành hàng năm là nhỏ nhất đồng thời phù hợp với yêu cầu CCĐ củanhà máy

* Điều kiện chọn MBA :

• Khi xảy ra sự cố : (n - 1).kqt.SđmMBA ≥ Sqtr=979,7KVA

Trong đó :

n : số máy biến áp trong trạm n ≥ 2

kqt : hệ số quá tải của máy biến áp lấy kqt=1,4

Sqtr : phụ tải quan trọng mà MBA phải cung cấp khi xảy ra sự cố

Dựa vào những yêu cầu cơ bản trên, căn cứ vào sơ đồ mặt bằng nhà máy và phụtải của các phân xởng yêu cầu CCĐ với phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí :

Sttnm = 1788,4 (KVA)

-Nguồn cung cấp có cấp điện áp là 35 KV

-Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 1

Sau đây là một số phơng án CCĐ

 Phơng án I : Dùng 2 MBA 3 pha 2 cuộn dây1000 - 35/0,4 do Việt nam sản

xuất đặt làm hai trạm cung cấp cho các phân xởng Phụ tải phân bố trong từng trạm

và từng máy biến áp trong bảng 10

 Phơng án II : Dùng 4 MBA 3 pha 2 cuộn dây 560 - 35/0,4 do Việt nam sản

xuất đặt làm 2 trạm, mỗi trạm 2 máy, phụ tải phân bố cho từng trạm và từng máy nh trong bảng 10

 Phơng án III : Đặt 3 MBA 3 pha 2 cuộn dây 750 - 35/0,4 do Việt nam sản

ttpx P pt k dt

Trong đó :

kđt = 0,9 : Hệ số đồng thời của các phân xởng trong nhà máy

kpt = 1,05 : Hệ số phát triển của nhà máy

I 1 + 2 560 +

560 Sửa chữa cơ khí 65 88,5Xởng Rèn 190 150 765.6 0.758 0,684

Chiếu sáng 9 Kết cấu kim loại 250 210 505 0,786 0,9

Theo phơng án này thì MBA làm việc vừa đủ tải so với tính toán thiết kế Nếu vì một lý do nào đó mà 1 MBA bị sự cố thì ta có thể cắt các hộ phụ tải không quan trọng để chờ sửa chữa hoặc thay thế.

ở đây nếu có sự cố 1 MBA lập tức chuyển các phụ tải quan trọng sang nhận

điện từ MBA kia, vì bình thờng các phụ tải quan trọng nhận điện từ các MBA vận hành độc lập, nên khi sự cố, nếu cắt bớt phụ tải không quan trọng, thì các máy vận hành độc lập cung cấp cho phụ tải một cách bình thờng Khi đó có thể đóng áp tô mátliên lạc ở thanh cái hạ áp hoặc có thể dùng đờng dây dự phòng

Khi sự cố một máy biến áp thì các MBA còn lại sẽ làm việc ở chế độ quá tải sự

cố với hệ số quá tải là 1,4

Ta có Sqtmax = Kqt*SdmMBA = 1,4*1000 = 1400 (KVA) > Sttqtr = 979,7(KVA)

Tức là ngoài các phụ tải loại I ta vẫn có thể cho một số phụ tải loại II cùng hoạt động

Nh vậy phơng án I thoả mãn điều kiện cung cấp điện

2 Ph ơng án II

Dùng 4 MBA 560 - 35/0,4 đặt trong 2 trạm, mỗi trạm 2 máy

Trạm 1 : hai máy vận hành song song

Trạm 2 : hai máy làm việc độc lậpPhụ tải của các trạm và các máy nh trong bảng 10

Khi sự cố 1 MBA thì máy còn lại làm việc ở chế độ quá tải sự cố :

SđmBA = 560 (KVA)

Sqtmax = Kqt*SdmMBA = 1,4*560 = 784 (KVA) > Sttqtr = 436(KVA)

+ Trạm 2 :

Sqtmax = Kqt*SdmMBA = 1,4*560 = 784 (KVA) > Sttqtr = 542(KVA)

Vậy thoả mãn yêu cầu cung cấp điện

Qua những tính toán ở trên ta thấy phơng án II đảm yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy về mặt kỹ thuật

Khi sự cố 1 MBA thì máy còn lại làm việc quá tải 40 % sẽ mang đợc phụ tải là:

Ssuco = 1,4.Sđm = 1,4.750 = 1050 (KVA)

SqtrNM = 979,7(KVA)

Sqtr < Ssuco : thoả mãn điều kiện cung cấp điện

Nh vậy, khi sự cố 1 máy thì phơng án III vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng Do đó về mặt kỹ thuật phơng ãn III thoả mãn yêu cầu cung cấp điện

Qua phân tích các phơng án ta thấy rằng : Khi xảy ra sự cố một MBA thì cả 3 phơng án đa ra đều đảm bảo cung cấp điện về mặt kỹ thuật Để có kết luận chính xác

ta so sánh chỉ tiêu kinh tế giữa các phơng án này

V So sánh 3 ph ơng án về mặt kinh tế

Để so sánh kinh tế tơng đối giữa các phơng án, có thể dùng hàm chi phí tính toán :

Z = (avh + aTC).K + C (đồng)Trong đó :

avh hệ số khấu hao do vận hành, với trạm và đờng cáp lấy avh = 0,1

aTC hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu t phụ

C = g.∆A : chi phí do tổn thất hàng năm của các trạm

g : giá tiền 1 Kwh điện năng :

lấy g = 0,1(đ/kwh)

∆A : tổn thất điện năng trong trạm (Kwh)

* Tổn thất công suất trong các MBA vận hành độc lập, đợc xác định nh sau:

∆A = ∆Po.t + ∆PN

2dmStt

Trong đó :

n : là số MBA

t = 8760(h) : thời gian vận hành thực tế MBA trong năm

Stt : Phụ tải tính toán của cả trạm (KVA)

Sđm : Phụ tải định mức của cả trạm (KVA)

τ : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất

Quan hệ τ = f(Tmax , cosϕTB)

∆P0, ∆PN: Tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch

So sánh Ζ1, ΖII, ΖIII : Phơng án nào có Ζ nhỏ hơn là phơng án tối u đợc lựa chọn

Để so sánh 3 phơng án trên: Ta thấy các phơng án đều có số trạm biến áp cố

định (2 trạm) với dung lợng gần tơng đơng nhau Để đơn giản ta bỏ qua vốn đầu tmua cáp, dây dẫn, máy cắt và tổn thất trên đờng dây cả ở cao áp lẫn hạ áp Vì cả 3phơng án số vốn đầu t ở trên là gần tơng đơng nhau

Số liệu các MBA đã chọn ở phơng án I, II, III đợc ghi ở bảng 11 Tra bảng 3-4 (T.148 - CCĐT2) ta có đợc các thông số của MBA 3 pha 2 cuộn dây do Việt Nam chế tạo:

Bảng 11

Loại MBA S đm U đm U đm2 ∆ P 0 ∆ P N η UN i 0 Đơn giá

(Kva) (KV) (kV) (KW) (Kw) % % % (đ) 560-35/0,4 560 35 0,4 3,35 9,4 97,77 6,5 6,5 17600

Dựa vào bảng 10 ta tính đợc tổn thất điện năng cho các MBA nh sau:

MBA1: Tmax = 5500(h), cosϕTb = 0,741 →τ = 4300(h)

∆A1 = 5,1.8760 + 15.(0,9)2.4300

= 96921(Kwh)MBA2: Tmax = 5500(h); cosϕTb = 0,777 →τ = 4200(h)

Vậy ta chọn phơng án sử dụng 3 MBA 750 - 35/0,4 làm phơng án cung cấp

điện cho nhà máy

VI Tổn thất trong nhà máy biến áp

ở trên ta đã chọn đợc dung lợng, số lợng MBA và sơ đồ cung cấp điện cho xínghiệp Để có số lợng chính xác cho việc tính chọn thiết bị điện trong mạng xínghiệp, ta phải tính đợc chính xác phụ tải tính toán của xí nghiệp kể cả tổn thất trongcác MBA

1 Xác định tổn thất trong các MBA:

* Tổn thất công suất tác dụng trong các MBA:

pt

Trong đó:

∆PBAi : Tổn thất công suất tác dụng của MBA thứ i

kpt : Hệ số phụ tải của MBA thứ i

Từ đó ta có tổng công suất tác dụng của các MBA sẽ là:

1

2 3

2 2

2

pt k K k

N P P BAi

∆QBAi: Tổn thất công suất của MBA thứ i

Từ đó tổng công suất phản kháng của các MBA là:

∆Q = 3∆Q0 + ∆QN.(k2

pt1 + k2

pt2+k2 pt3)

100

5 , 6 dm

S 100

VII BảN Đồ PHụ TảI CủA NHà MáY:

Để giúp cho việc đặt trạm phân phối và các trạm biến áp phân xởng một cách hợp lý đạt hiệu quả kinh tế nhất và giảm đợc tổn thất đến mức thấp nhất ta phải xác

định trung tâm phụ tải của từng trạm Muốn xác định trung tâm phụ tải ta cần phải

dựa váo bản đồ phụ tải của các phân xởng Tâm của những đờng tròn chính là trung tâm phụ tải của các phân xởng.

Đờng kính đờng tròn đợc xác định: Di =

m

Si 4

110

- An toàn và liên tục cung cấp điện

- Gần trung tâm phụ tải để giảm thấp tổn thất điện áp và công suất trong mạchthuân tiện cho nguồn đi tới

- Hạn chế dòng điện ngắn mạch, bố trí đờng dây thuận tiện và dự phòng choviệc phát triển sau này

- Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng

- Phòng cháy nổ, bụi và thông gió tốt

Căn cứ vào toạ độ (xi, yi) của các nhà xởng ta xác định đợc toạ độ tối u (X,Y)

n

S.ix

n

S.iy

Trong đó :

Stti : Phụ tải tính toán của phân xởng thứ i

(xi,yi) : Toạ độ của phân xởng thứ i

(X,Y) : Toạ độ của trung tâm phụ tải trên mặt bằng nhà máy

Ta tính cho trạm phân phối trung gian (Trung tâm phụ tải của nhà máy)

X=

1788,4

6 , 4 22 208 112 110 72 3 , 234 176 242 142 2 , 220 186 6 , 247 125 3 , 297 55 5

Y =

4 , 1788

22.4,6 + 15.208 +

15.110 +

23.234,3 +

56.242 +

68.220,2 +

100.247,6 +

55.297,3 +

IX Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy

Việc tính chọn các thiết bị trong mạng điện nhằm đảm bảo cho các thiết bị làmviệc tin cậy, vận hành an toàn và sửa chữa thuận tiện Các điều kiện đầu chọn gần giống các điều kiện làm việc ở chế độ dài hạn nh Iđm, Uđm, Các điều kiện kiểm tra vànhững điều kiện làm việc trong chế độ ngắn mạch và những sự cố bao gồm các điều kiện về ổn định lực điện động và ổn định nhiệt

A Chọn các thiết bị cao áp

1 Chọn dây dẫn cung cấp cho nhà máy

Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy Cơ khí Hà Nội, ta dùng 2 ờng dây trên không nhận điện từ hệ thống về trạm phân phối trung gian của nhà máy

đ-Ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng :

K2 = 1 : Hệ số xét đến ảnh hởng của các dây dẫn đặt gần nhau

K3 = 1 : Hệ số xét đến điều kiện làm việc ở chế độ dài hạn (ở đây là đờng dây trên không)

Ilvmax : Dòng điện lớn nhất chảy qua dây dẫn khi bị mất một nguồn và khi MBA làm việc ở chế độ quá tải, dây dẫn cung cấp cho toàn bộ công suất nhà máy

Ilvmax =

dm U 3 ttNM S

=

35 3

1988

= 33(A)Vậy :

[Idd] ≥ 0,8833.1.1 = 37 (A)Tra Phụ Lục VI.I (Trang 309 – thiết kế CCĐ) chọn đợc dây nhôm lõi thép mã hiệu

AC – 25 có [I] = 135 (A), t0max = 700C

2 Chọn thanh cái cao áp

Ta cũng dựa theo điều kiện phát nóng để chọn thanh cái :

Trong đó :

Dòng điện lớn nhất chạy qua thanh cái là :

Ilvmax = 33 (A)

K1 = 0,88 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng xung quanh : tTC = 250C

K2 = 1 : Thanh cái là một thanh trên mỗi pha

K3 = 0,95 : Hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt đối với thanh cái đặt nằm

Vậy :

[I] ≥ 0,88.331.0,95 = 40 (A)Tra bảng 7.3 (Trang 364 sổ tay lựa chọn và tra cứu TBĐ 0,4 đến 500 kV của Ngô Hồng Quang) ta chọn thanh cái cao áp là thanh dẫn bằng đồng tròn , t0 thanh dẫn

650c có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 15

3 Chọn sứ đỡ thanh cái cao áp

Sứ có nhiệm vụ làm giá đỡ, vừa làm bộ phận cách ly giữa bộ phận dẫn điện với

đất và các bộ phận không cho phép dẫn điện Có yêu cầu là phải chịu đợc lực điện

động do dòng ngắ mạch gây ra và có độ bền cơ học

Chọn sứ theo điều kiện điện áp

Usu≥ Uđmmang = 35 (KV)Tra bảng 6 - 9 (Trang 182 - CCĐT2) chọn sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên xô chế tạo có

số liệu kỹ thuật nh trong bảng 16

Bảng 16

4 Chọn dao cách ly đầu vào nhà máy: 2 chiếc

Dao cách ly làm nhiệm vụ cách ly các bộ phận cần sửa chữa và bảo dỡng ra khỏi mạng điện, để tạo ra một khoảng cách trông thấy để công nhân yên tâm làm việc