THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN

Trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành công nghiệp nước ta ngày một khởi sắc và đóng góp một phần rất to lớn trong nền kinh tế quốc dân.

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI THIẾT KẾ MÔN HỌC

BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1 Tên đề tài thiết kế: Thiết kế HTCCĐ cho nhà máy luyện kim đen

2 Sinh viên thiết kế :

 Đặc điểm và phân bố phụ tải

 Phân loại phụ tải

1.2.Nội dung tính toán thiết kế; Các tài liệu tham khảo

2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

4 Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

4.1.Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng

4.2.Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian(trạm biến áp xí nghiệp)hoặc trạm phân phối trung tâm

4.3.Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy

5 Tính bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy

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

CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A 0 :

1 Sơ đồ nguyên lý mạng điện phân xưởng sửa chữa cơ khí

2 Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy

CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY:

1 Điện áp: Tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà máy

2 Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn

3 Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực:250 (MVA)

4 Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC

5 Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: 15 km

6 Nhà máy làm việc 3 ca

Trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá, ngành công nghiệpnước ta ngày một khởi sắc và đóng góp một phần rất to lớn trong nền kinh tếquốc dân Các nhà máy xí nghiệp không ngừng mọc lên ở khắp mọi nơi, tạo

ra nhiều việc làm cho người dân cũng như của cải cho đất nước Một phầnkhông thể thiếu được của tất cả các công trình đó là các hệ thống cung cấpđiện Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, ngành công nghiệp điện cũng đã vàđang trở thành một phần không thể thiếu trong hệ thống các ngành côngnghiệp ở Việt Nam nói riêng và toàn thế giới nói chung Tất cả các lĩnh vựccủa đời sống đều cần đến điện năng Khi xây dựng một khu dân cư, một khucông nghiệp hay là một nhà máy mới thì điều đầu tiên phải tính đến là xâydựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinhhoạt cho khu vực đó

Bản thiết kế môn học cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp nhằm mụcđích giúp sinh viên biết vận dụng những kiến thức đã học vào việc thực hiệnmột nhiệm vụ cụ thể Nhiệm vụ thiết kế môn học tuy không lớn nhưng đòihỏi sinh viên phải có tương đối đầy đủ kiến thức tổng hợp Trong quá trìnhhọc môn Hệ thống cung cấp điện, em đã được nhận đồ án môn học “Thiết kếcấp điện cho nhà máy luyện kim đen” Đây là bước đầu tập dượt giúp em cómột số kinh nghiệm khi thiết kế tốt nghiệp cũng như công tác sau này

Để hoàn thành bản thiết kế, bên cạnh sự cố gắng của bản thân, khôngthể không kể đến sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Đặng Quốc Thống.Tuy nhiên, trong quá trình thiết kế, do kiến thức thực tế còn hạn chế nên bản

đồ án vẫn còn những thiếu sót Vì vậy em mong nhận được sự nhận xét vàgóp ý của thầy cô và các bạn để bản thiết kế của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫntrực tiếp là thầy Đặng Quốc Thống đã giúp đỡ em hoàn thành bản thiết kế đồ

án môn học này

MỤC LỤC

Chương 1: Mở đầu

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy

1.2 Nội dung tính toán thiết kế

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán

2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Phương pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng và công suất trung bình.Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thịphụ tải khỏi giá trị trung bình

Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại.Phương pháp xác định PTTT theo suất chi phí điện năng cho 1 đơn vị sảnphẩm

Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện theo 1 đơn vị diện tích.Xác định PTTT trực tiếp

2.2 Trình tự xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại 2.2.1 Phân nhóm phụ tải

2.2.2 Tính toán phụ tải cho từng nhóm

2.2.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 2.2.4 Xác định PTTT cho toàn phân xưởng

2.3 Xác định PTTT cho các phân xưởng còn lại

2.3.1 Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu 2.3.2 Xác định PTTT của các phân xưởng còn lại

2.3.3 Phụ tải tính toán cho nhà máy

2.4 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải

2.4.1 Xác định tâm phụ tải điện

2.4.2 Biểu đồ phụ tải điện

Chương 3: Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy

3.1 Đặt vấn đề

3.2 Vạch các phương án cung cấp điện

3.2.1 Phương án về các TBA phân xưởng

3.2.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng

3.2.3 Phương án cung cấp điện cho các TBA phân xưởng

3.3 Tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án hợp lý

3.3.1 Phương án 1

3.3.2 Phương án 2

3.3.3 Phương án 3

3.3.4 Phương án 4

3.4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

3.4.1 Chọn dây dẫn từ TBA khu vực về trạm PPTT

Chương 4: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

4.1 Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối

4.1.1 Chọn cáp từ trạm TBA B5 về tủ phân phối của phân xưởng

4.1.2 Chọn attomat cho tủ phân phối

4.1.3 Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động động lực

4.2 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí để

kiểm tra cáp và attomat

4.2.1 Các thông số của sơ đồ thay thế

4.2.2 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn

4.3 Lựa chọn thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của

phân xưởng

Chương 5: Tính bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất

5.1 Đặt vấn đề

5.2 Chọn thiết bị bù

5.3 Xác định và phân bố dung lượng bù

5.3.1 Dung lượng bù toàn xí nghiệp

5.3.2 Phân bố dung lượng bù cho các TBA phân xưởng

Chương 6: Thiết kế chiếu sáng chung của phân xưởng xửa chữa cơ khí.6.1 Đặt vấn đề

6.2 Lựa chọn số lượng và công suất hệ thống đèn chiếu sáng chung

6.3 Thiết kế mạng điện chiếu sáng

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy :

Nhà máy luyện kim đen được xây dựng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên với quy mô lớn gồm 9 phân xưởng và nhà làm việc.Đó là các phân xưởng:

PX luyện gang, PX lò Mactin, PX máy cán phôi tấm, PX cán nóng, PX cán nguội, PX tôn, PX sửa chữa cơ khí, trạm bơm, ban quản lý và phòng thí nghiệm

Do đặc điểm của công nghệ luyện kim là thải nhiều khí bụi nên các nhà máy luyện kim hầu hết đều được xây dựng ở xa thành phố,khu tập trung đông dân cư

Luyện kim là một ngành công nghiệp quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, cung cấp nguyên vật liệu cho các ngành khác như: cơ khí chế tạo, giao thông, xây dựng Kinh tế càng phát triển thì nhu cầu về kim loại đen càng tăng cao vì sản lượng gang thép tính theo đầu người là một trong nhữngchỉ tiêu chủ yếu để dánh giá tiềm lực kinh tế của đất nước.Do tầm quan trọngcủa nhà máy ta xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục

Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=5500 h, các thiết bị làm việc với công suất tải gần định mức Các phân xưởng Luyện gang và Cán luôn đòi hỏi nhiều điện năng hơn cả Các phân xưởng này đều là hộ loại I Phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý

và phòng thiết kế đều là hộ tiêu thụ loại III

Theo dự kiến của ngành điện, nhà máy sẽ được cấp điện tuqf trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15 km bằng đường dây trên không lộ kép, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm trung gian là SN=250 MVA.1.2 Nội dung tính toán thiết kế :

Bảng 1.1:Danh sách phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy

Số trên

mặt bằng Tên phân xưởng

Công suất đặt(KW)

Diệntích(m2)

7437

10812

Bảng1.2: Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Bộ Phận Dụng Cụ

Bộ phận sửa chữa cơ khí và điện

32 Mỏy khoan đứng 1 2A125 2,8 2,8

4 5

6

7

9

8 NĐ Từ hệ thống điện đến

11 6

1

5

kiÖn ®iÖn háng kho linh

22

26

26 26

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

2.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:

2.1.1 Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Ptt = knc.Pđ

Trong đó:

Knc : hệ số nhu cầu của thiết bị, tra trong sổ tay kỹ thuật

Đối với nhóm thiết bị:

P k

n

i nci nc

dt t P P

t

0

) (

Phương pháp này ít dùng khi thiết kế bởi trong giai đoạn này ta chưa biết chính xác đồ thị phụ tải

2.1.3 Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của

đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình:

Ptt = Ptb  .

Trong đó:

Ptt: Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị

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

Kmax = f(nhq, Ksd)

ksd : Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật

nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu quả

Số thiết bị dùng điện hiệu quả là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện, đúng bằng số thiết bị thực tế (có thể có công suất và chế độ làm việc khác nhau) đã gây ra trong quá trình làm việc

n i ddi hq

P

P n

1 3

2

1

Tuy nhiên biểu thức không thuận tiện

Quy định khi n>4 cho phép dùng các phương pháp gần đúng để xác định

nhq với sai số trong khoảng 10 %

thì n n

k P

P m

hq

sd dd

Pdđmax và Pdđmin là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm và công suất của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm.Chú ý: Nếu trong n thiết bị có n1 thiết bị mà tổng công suất của nó không lớnhơn 5% công suất cả nhóm thì:

nhq = n-n1

thì

n P

P n

k P

P m

dd

n

i ddi hq

sd dd

min max

2

2 , 0

; 3

0,2

4 , 0

; 3 min max

dd

k

k P

P m

Việc tiến hành xác định theo các bước sau:

n

i ddi

n

i ddi

P P

P P

P

P P n

n n

Trong 1 số trường hợp cụ thể còn có thể dùng các công thức gần đúng sau:

tt k P P

1

Trong đó:

kti: Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i

Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần

đúng như sau:

kti = 0,9 đối với thiết bị làm việc ổ chế độ dài hạn

kti = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

n300,k sd 0,5

thì PTTT được tính theo công thức

P

1 05 , 1

P

1

Nếu trong mạng điện có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết

bị cho ba pha của mạng.Trước khi xác định phải quy đổi công suất củacác phụ tải một pha về phụ tải ba pha tương đương

Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: P qd  3 P phamax

Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp dây: P qd  3 P phamax

Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặplại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định n hd theo côngthức:

P tt 

a0: Suất chi phí điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm, xác định qua thiết kếhoặc tra sổ tay

M: Số sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất

Nếu M là số sản phẩm sản xuất ra trong ca mang tải lớn nhất thì

Tmax=8h

Đây là phương pháp hay được dùng để xác định PTTT của các nhà máy xínghiệp có chủng loại sản phẩm ít, sản xuất tương đối ổn định như: NM dệt,

NM sợi, trạm bơm, tạm nén khí, hệ thống thông gió…

2.1.6 Xác định PTTT theo suất trang bị điện theo 1 đơn vị diện tích :

P tt p0.F

p0: Tra trong sổ tay kỹ thuật hoặc tự điều tra

F : Diện tích bố trí thiết bị

Đây là phương pháp hay dùng để xác định PTTT của các nhà máy, xí nghiệp

có phụ tải tương đối đều như NM sợi, NM may, …, xác định phụ tải tínhtoán của các công trình dân dụng như trường học, nhà ở, công sở, bảo vệ, vàđặc biệt rất hay được dùng để xác định PTTT chiếu sáng

2.1.7 Xác định PTTT trực tiếp:

Phương pháp tính trực tiếp là phương pháp sử dụng trong hai trường hợp:

*Phụ tải không nhiều song lại đa dạng nên với mỗi mảng phụ tải cần điều trathống kê và lựa chọn một phương pháp tính toán thích hợp.Trên cơ sở đó sẽxác định được PTTT của khu vực được thiết kế có tính đến hệ số đồng thời

*Phụ tải khá lớn song tương đối giống nhau có thể tiến hành điều tra tínhtoán cho 1 đơn vị phụ tải rồi suy ra PTTT của toàn bộ khu vực kinh tế

2.2 Trình tự xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại:2.2.1 Phân nhóm phụ tải:

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làmviệc rất khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác thì cầnphải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm thiết bị điện cần phải tuântheo những nguyên tắc sau:

đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thấttrên các đường dây hạ áp trong phân xưởng

 Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau

để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi hơn cho việclựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bịtrong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu vào ra củacác tủ động lực thường nằm trong khoảng từ 8 đến 12 đường

Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn cùng một lúc cả ba nguyên tắc trên,do đóngười thiết kế cần bố trí lựa chon cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất Hơnnữa ngày nay các tủ động lực thường được chế tạo theo đơn đặt hàng, sốđường vào ra cũng như công suất của tủ cũng ít bị hạn chế hơn Chính vìvậy, trong bản thiết kế này chúng ta chỉ cần thoả mãn nguyên tắc 1, có nghĩa

là các thiết bị trong cùng một nhóm nên để gần nhau để giảm tối đa tổn thấttrên đường dây Dựa theo nguyên tắc này, đối với phân xưởng sửa chữa cơkhí, ta tiến hành phân nhóm các thiết bị như sau:

Bảng 2.1 : Bảng tổng kết phân nhóm

đm

1máy

Toànbộ

2 Máy bào giường một

trụ

1 Máy tiện ren 4 IK625 10,0 40,0

Tra phụ lục PLI.1(TL1) ta tìm được ksd = 0,15; cos = 0,6 Ta có:

n = 10 ; n1 = 2

8 , 0 10

80 10

Tra phụ lục PLI.5(TL1)ta tìm được : nhq* = 0,89

Suy ra số thiết bị dùng điện hiệu quả là : nhq = nhq*.n = 0,89.10=8,9 Làm tròn : nhq =9 thiết bị

Tra phụ lục PLI.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 9 ta tìm được kmax = 2,2Phụ tải tính toán của nhóm 1:

) ( 328 , 31 89 2 , 2 16 , 0 1

k

i dmi sd



) (

77 , 41 33 , 1 328 , 31

P

) ( 2 , 52 6

, 0

328 , 31

2 , 52

67 , 0 9

Tra phụ lục PLI.5(TL1) ta tìm được : nhq* = 0,78

Suy ra số thiết bị dùng điện hiệu quả là : nhq = nhq*.n = 0,78.9=7,02 Làm tròn : nhq =7 thiết bị

Tra phụ lục PLI.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta tìm được kmax = 2,48Phụ tải tính toán của nhóm 2:

) ( 15 , 16 42 , 43 48 , 2 15 , 0 1

k

i dmi sd



) (

48 , 21 33 , 1 15 , 16

P

) ( 9 , 26 6 , 0

15 , 16

9 26

Tra bảng PLI.1(TL1) ta tìm được ksd = 0,15; cos = 0,6 Ta có:

n = 7 ; n1 = 5

714 , 0 7

5 1

38 47

14 10 14

Tra phụ lục PLI.5(TL1) ta tìm được : nhq* = 0,9

Suy ra số thiết bị dùng điện hiệu quả là : nhq = nhq*.n = 0,9.7=6,3 Làm tròn : nhq =6 thiết bị

Tra phụ lục PLI.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 6 ta tìm được kmax = 2,64Phụ tải tính toán của nhóm 3:

) ( 612 , 18 47 64 , 2 15 , 0 1

k

i dmi sd



) (

75 , 24 33 , 1 612 , 18

P

) ( 02 , 31 6

, 0

612 , 18

) ( 13 , 47 3 38 , 0

02 , 31

2 1

17 15

, 37

10 7 1

P

P

P

Tra phụ lục PLI.5(TL1) ta tìm được : nhq* = 0,68

Suy ra số thiết bị dùng điện hiệu quả là : nhq = nhq*.n = 0,68.10=6,8 Làm tròn : nhq =7 thiết bị

Tra bảng PLI.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta tìm được kmax = 2,48

Phụ tải tính toán của nhóm 4:

) ( 82 , 13 15 , 37 48 , 2 15 , 0 1

k

i dmi sd



) (

4 , 18 33 , 1 82 , 13

P

) ( 03 , 23 6 , 0

82 , 13

Nhóm 5:

Tra bảng PLI.1(TL1) ta tìm được ksd = 0,15; cos = 0,6 Ta có:

n = 8 ; n1 = 4

5 , 0 8

34 1

P

P

P

Tra phụ lục PLI.5(TL1) ta tìm được : nhq* = 0,82

Từ đó suy ra số thiết bị dùng điện hiệu quả là : nhq = nhq*.n = 0,82.8=6,56 Làm tròn : nhq =7 thiết bị

Tra phụ lục PLI.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta tìm được kmax = 2,48Phụ tải tính toán của nhóm 5:

) ( 38 , 18 4 , 49 48 , 2 15 , 0 1

k

i dmi sd



) (

44 , 24 33 , 1 38 , 18

P

) ( 63 , 30 6 , 0

38 , 18

63 , 30

5 Máy mài tròn vạn

năng

Tra phụ lục PLI.1(TL1) ta tìm được ksd = 0,15; cos = 0,6 Ta có:

n = 9 ; n1 = 4

44 , 0 9

4 1

3 , 21 1

P

P

P

Tra phụ lục PLI.5(TL1) ta tìm được : nhq* = 0,8

Từ đó suy ra số thiết bị dùng điện hiệu quả là : nhq = nhq*.n = 0,8.9=7,2 Làm tròn : nhq =7 thiết bị

Tra phụ lục PLI.6(TL1) với ksd = 0,15 và nhq = 7 ta tìm được kmax = 2,48Phụ tải tính toán của nhóm 6:

) ( 33 , 12 15 , 33 48 , 2 15 , 0 1

k

i dmi sd



) (

4 , 16 33 , 1 33 , 12

P

) ( 55 , 20 6 , 0

33 , 12

55 , 20

2.2.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí:

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

Pcs  p0 F

Trong đó:

p0: suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2]

F : diện tích được chiếu sáng [m2]

Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra phụ lục PLI.2[4] ta tìm được p0 = 15 [W/m2]

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng là:

2.2.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng:

 Phụ tải tác dụng của phân xưởng:

8 , 0

i

tti dt

P

Trong đó:

kđt : hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0,8

) (

8 , 117 ) 4 , 16 44 , 24 4 , 18 75 , 24 48 , 21 77 , 41 (

8 , 0 6

1

KVAR Q

k

Q

i

tti dt



 Phụ tải của toàn phân xưởng kể cả chiếu sáng:

) ( 65 , 165 8

, 117 )

125 , 28 336 , 88 ( )

) ( 7 , 251 3

38 , 0

65 , 165

, 165

125 , 28 336 , 88

2.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại:

Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây sẽ

sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.2.3.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhucầu:

Theo phương pháp này, phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo các biểu thức:

Ptt =knc.

 n i di P 1



tt tt

tt tt

P Q

Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i

Ptt, Qtt , Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán

của nhóm thiết bị

n : số thiết bị trong nhóm

knc : hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật

Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán:

i i tb

P

Cos P





2.3.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại:

1.PTTT cho phân xưởng luyện gang:

2 4

4 , 7068

Tra phụ lục PL I.3 (TL1), ta tìm được knc = 0,6 ; Cos = 0,7

Tra phụ lục PL I.2 (TL1), ta tìm được p0 = 15 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợiđốt nên cos cs= 1

 Công suất tính toán động lực:

Pđl = knc.Pđ = 0,6.3500 =2100 (KW)

Qđl=Pđl tg=2100.1,02=2142

 Công suất tính toán chiếu sáng:

 Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:

2190 2 2 2

P

) ( 4654 3

38 , 0

4 , 3063

Tra phụ lục PL I.3 (TL1) ta tìm được knc = 0,6 ; Cos = 0,7

Tra phụ lục PL I.2 (TL1), ta tìm được p0 = 15 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên CosCS =1

 Công suất tính toán động lực:

Tra phụ lục PL I.3 (TL1) tìm được knc = 0,6 ; Cos = 0,7

Tra phụ lục PL I.2 (TL1) tìm được p0 = 15 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên CosCS = 1

2 3000 2 3006 2 4247 ( )

4 , 0

2 4

P

3 38 , 0

5 , 6542

Tra phụ lục PL I.3 (TL1), ta tìm được knc = 0,6 ; Cos = 0,7

Tra phụ lục PL I.2 (TL1), ta tìm được p0 = 15 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợiđốt cosCS = 1

 Công suất tính toán động lực:

18 ,

2 2

KVA Q

P

) ( 8 , 5904 3

38 , 0

4 , 3886

Tra phụ lục PL I.3 (TL1), ta tìm được knc = 0,6 ; Cos = 0,7

Tra phụ lục PL I.2 (TL1) ta tìm được p0 = 10 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợiđốt nên Cos CS= 1

Q3kv= P3kv tg=1260.1,02=1285,2 (KVAR)

3 2 3

P

3 38 , 0

Tra phụ lục PL I.3 (TL1) ta tìm được knc = 0,5 ; Cos = 0,7

Tra phụ lục PL I.2 (TL1) ta tìm được p0 = 15 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn sợi đốt nên Cos CS=1

 Công suất tính toán động lực:

P

3 38 , 0

6 , 1886

Tra phụ lục PL I.2 (TL1) ta tìm được p0 = 20 W/m2, ở đây ta sử dụng đèn huỳnh quang nên Cos CS=0,85.

 Công suất tính toán động lực:

6 , 425

i 1 ttnm

ttnm

9 ttnm dt tti

i 1 ttnm

2.4.1 Xác định tâm phụ tải điện:

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu 

Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:

n i i

S

y S y

n i i

S

z S z

1

1 0

Trong đó:

x0 , y0 , z0 – toạ độ của tâm phụ tải điện

xi , yi , zi – toạ độ của tâm phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ 0xyz tuỳ chọn

Si – công suất của phụ tải thứ i

Trong thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằmmục đích tiết kiệm cho chi phí dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện

2.4.2 Biểu đồ phụ tải điện:

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với tâm của phụ tải theo tỷ

lệ xích nào đó tuỳ chọn Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở

để lập các phương án cung cấp điện Biểu đồ phụ tải được chia thành hai phần: Phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng)

Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm của phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng

Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức sau

1 , 1627154

n i i

S

x S

35 , 28513

2 , 1101502

n i i

S

y S y

zo=0

Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất nhiều đến cácchỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện được coi

là hợp lý phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau:

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

điện

Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bước:

1 Vạch các phương án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựachọn chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án

3 Tính toán kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý

4 Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn

3.2 Vạch các phương án cung cấp điện:

Trước khi vạch các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lýcho đường dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm đểlựa chọn cấp điện áp truyền tải:

ttnm P l

U  4 , 34  0 , 016 [KV]

Trong đó:

P : công suất tính toán của nhà máy [KW]

l : khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [Km]

Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là:

U  4 , 34 15  0 , 016 15722 , 7  70 , 9 (KV)

Trạm biến áp thành phố có 2 cấp điện áp ra là 35 KV và 6KV Căn cứ vàokết quả tính toán ta chọn cấp điện áp để cung cấp cho nhà máy là cấp điện áptrung áp 35 kV

Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng cóthể đưa ra các phương án cung cấp điện sau:

3.2.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng:

Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc sau:

1 Vị trí đặt các trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụtải, thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máybiến áp; an toàn và kinh tế

2 Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được chọn căn cứvào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắpđặt; chế độ làm việc của phụ tải Trong mọi trường hợp, TBA chỉ đặtmột MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc vận hành, song độ tincậy cung cấp điện không cao Các TBA cung cấp điện cho hộ loại

một và hộ loại hai chỉ nên đặt hai MBA, hộ loại ba có thể chỉ đặt mộtMBA.

3 Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:

n : số biến áp có trong TBA

khc : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, nếu chọn loại MBAchế tạo ở Việt Nam thì không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1

kqt : hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vậnhành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngàyđêm không vượt quá 6h và trước khi quá tải, MBA vận hành với hệ sốtải  0,93

Sttsc : công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một

số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy

có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làmviệc bình thường Giả thiết trong các hộ loại một có 30% là phụ tải loại banên Sttsc = 0,7.Stt

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy đểtạo điều kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thaythế, và kiểm tra định kỳ

1 Phương án I: Đặt 7 trạm biến áp phân xưởng, trong đó gồm:

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện gang và trạm bơm saukhi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do khôngbiết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

4 , 1

8 , 5189 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Chọn MBA tiêu chuẩn 2600 KVA do Việt Nam chế tạo.

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng lò Mactin và phân xưởngcán nóng sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phânxưởng Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 7 , 2402 4

, 1

4 , 4805 7 , 0 4

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện gang và phụ tải 3KVcủa trạm bơm sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phânxưởng Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 5 , 2123 4

, 1

4247 7 , 0 4 , 1

7 , 0

KVA S

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của 2 phân xưởng sau khi đã cắt bớt một sốphụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do không biết chính xác, nênlấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 2156 4

, 1

4312 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Chọn MBA tiêu chuẩn 1250 KVA do Việt Nam chế tạo.

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng cán nóng sau khi đã cắt bớtmột số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do không biết chính xác,nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc 0,7.Stt

) ( 125 , 1026 4

, 1

25 , 2052 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Chọn MBA tiêu chuẩn 2500 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng tôn sau khi đã cắt bớt một

số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng.Phân xưởng sửa chữa cơ khí

là phụ tải loại III nên có thể ngừng cung cấp điện khi có sự cố Do khôngbiết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 2 , 2271 4

, 1

4 , 4542 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Chọn MBA tiêu chuẩn 1250 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng cán nguội sau khi đã cắtbớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Ban quản lý vàphòng thí nghiệm là phụ tải loại III nên có thể tạm ngừng cung cấp điện khi

có sự cố Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 3 , 1071 4

, 1

6 , 2142 7 , 0 4 , 1

7 , 0

KVA

S

2 Phương án II: Đặt 6 trạm biến áp phân xưởng, trong đó gồm:

 Trạm biến áp B1:

Cấp điện cho phụ tải 0,4KV của phân xưởng luyện gang và phụ tải 0,4 của

n.khc.SđmB  Stt = 4247+942,8=5189,8 KVA

SđmB  Stt /2 = 2594,9 KVA

Chọn MBA tiêu chuẩn 2600 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện gang và trạm bơm saukhi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do khôngbiết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 9 , 2594 4

, 1

8 , 4989 7 , 0 4 , 1

7 , 0

KVA S

Chọn MBA tiêu chuẩn 2600 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng luyện gang và phụ tải 3KVcủa trạm bơm sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phânxưởng Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 7 , 2402 4

, 1

4 , 4805 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Cấp điện cho phụ tải 0,4KV phân xưởng cán nóng và phân xưởng sửa chữa

cơ khí Trạm đặt 2 MBA làm việc song song

n.khc.SđmB  Stt = 4247+165,65=4412,65 KVA

SđmB  Stt /2 = 2206,3 KVA

Chọn MBA tiêu chuẩn 2600 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng lò Mactin và phân xưởngcán nóng sau khi đã cắt bớt một số phụ tải không quan trọng trong phânxưởng Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 3 , 2206 4

, 1

65 , 4412 7 , 0 4 , 1

7 , 0

KVA S

SđmB  Stt /2 =3099,3 KVA

Chọn MBA tiêu chuẩn 3200 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng cán nóng sau khi đã cắt bớtmột số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Do không biết chính xác,nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc 0,7.Stt

) ( 3 , 3099 4

, 1

6 , 6198 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Chọn MBA tiêu chuẩn 2600 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của 2 phân xưởng sau khi đã cắt bớt một sốphụ tải không quan trọng trong phân xưởng Phân xưởng sửa chữa cơ khí làphụ tải loại III nên có thể ngừng cung cấp điện khi có sự cố Do không biếtchính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 2 , 2271 4

, 1

4 , 4542 7 , 0 4 , 1

7 , 0

Chọn MBA tiêu chuẩn 1250 KVA do Việt Nam chế tạo

Kiểm tra lại dung lượng MBA đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố Sttsc lúcnày chính là công suất tính toán của phân xưởng cán nguội sau khi đã cắtbớt một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng Ban quản lý vàphòng thí nghiệm là phụ tải loại III nên có thể tạm ngừng cung cấp điện khi

có sự cố Do không biết chính xác, nên lấy gần đúng Sttsc = 0,7 Stt

(n-1).kqt.SđmB  Sttsc = 0,7.Stt

) ( 3 , 1071 4

, 1

6 , 2142 7 , 0 4 , 1

7 , 0

3 Phương án III:

Giống như phương án I nhưng thay TBATG bằng TPPTT

4 Phương án IV:

Giống như phương án II nhưng thay TBATG bằng TPPTT

3.2.2 Xác định vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng:

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

liền kề có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờvậy tiết kiệm được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

toàn bộ phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành bảo quảnthuận lợi song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phânxưởng không cao

phụ tải, nhờ vậy có thể đưa điện cao áp tới gần hộ tiêu thụ điện và rútngắn khá nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũngnhư mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn vàgiảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu

tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến

áp đã nêu Để đảm bảo an toàn cho người cũng như thiết bị, đảm bảo mỹquan công nghiệp, ở đây sẽ sử dụng loại trạm xây đặt gần tâm phụ tải, gầncác trục giao thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng pháttriển và mở rộng sản xuất

Để lựa chọn được vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng, cần xác định tâmphụ tải của các phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng được cung cấp điện từcác trạm biến áp đó

xưởng và ta không có sơ đồ mặt bằng nên việc tính toán chỉ có tínhước lượng, hơn nữa không nên đặt TBA ở ngay giữa phân xưởng vìnhư thế thì tốn diện tích ở đây ta đưa TBA ra ngoài phân xưởng vàgần với TBA trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm nhất để giảmbớt tổn hao trên mạng cao áp Trên sơ đồ, ta chọn vị trí đặt TBA tạitoạ độ được tính theo công thức:

n i i i

S

x S

n i i i

S

y S y

Vậy TBA B1(86 , 43)

Tính tương tự cho các phương án còn lại ta thành lập được bảng: