Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Để xác định được phụ tải tính toán của toàn nhà máy trước hết ta cần xác định phụ tải tính toán ở từng phân xưởng và khu vực.. Ý nghĩa của tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện Trong

Lời Mở Đầu

Như chúng ta đã biết, cho đến nay thì nền kinh tế nước ta đã đạt được rất nhiều thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề cơ bản để bước vào thời kỳ mới, thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước mà ở đó ngành điện luôn đóng vai trò chủ đạo Cũng chính vì vai trò vô cùng quan trọng của ngành điện mà những người kỹ sư hệ thống điện phải có được những vốn kiến thức vững chắc về ngành để tạo nên những hệ thống chất lượng, thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế cũng như kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực tế Các chỉ tiêu đặt ra khi tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là:

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

- Độ tin cậy cung cấp điện cao

- Vốn đầu tư nhỏ nhất

Các yêu cầu trên luôn mang tính chất đối lập nhau, vì vậy câu hỏi luôn được đặt ra là làm thế nào để có được một hệ thống tối ưu Câu trả lời sẽ có trong môn học “ Hệ thống cung cấp điện” Sau gần 3 năm học tập tại trường

“ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC” em đã phần nào nắm bắt được những kiến thức cơ bản của ngành điện và công việc của những người kỹ sư hệ thống điện trong tương lai bằng rất nhiều môn học thiết thực mang tính ứng dụng cao Với vốn kiến thức nhỏ bé của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo bộ môn, cho đến nay em đã thực hiện nghiên cứu tính toán thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống cung cấp điện mang tính chất thực tế cao và từ đó hoàn thành xong bản đồ án môn học “ Hệ thống cung cấp điện”

Do kiến thức nắm bắt về ngành và kiến thức thực tế có hạn nên bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để em có được một bản đồ án hoàn chỉnh có thể đưa vào thực tế và làm tài liệu phục vụ hữu ích cho công việc của em sau này

Em Xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên: Bùi Đình Bình

Lớp: Đ5H4

BÀI 5B: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP

CÔNG NGHIỆP A.Dữ kiện

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

với các dữ liệu cho trong bảng Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện Sk

(MVA) Khoảng cách đấu điện đến nhà máy là L(m) cấp điện áp truyền tải 110KV Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM(h) Phụ tải loại I và loại II chiếm KI&II% Giá thành tổn thất điện năng là c∆ = 1500đ/kwh Suất thiệt hại do mất điện gth = 1000đ/kwh Tổn hao điện áp cho phép tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ∆Ucp = 5% Các số liệu khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế điện

Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho Xí ngiệp

Tổng công suất đặt kW

Hệ số nhu cầu knc

Hệ số công suất, cos ϕ

9 Xem dữ liệu phân xưởng 40 550 0.43 0.67

12 Kho vật liệu Vôi clorua 5 20 0.62 0.67

14 Nhà điều hành, nhà ăn 30 150 0.44 0.87

Sơ đồ mặt bằng nhà máy kim loại màu

1 2 3 4

7

8 9 13

O

B Nhiệm vụ thiết kế chính.

I Tính toán phụ tải

II Xác đinh sơ đồ nối dây của mạng điện nhà máy

III Tính toán điện

IV Chọn và kiểm tra thiết bị điện

V Tính toán bù hệ số công suất

C Yêu cầu về bản vẽ

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

2 Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (gồm cả sơ đồ của các phương

án so sánh)

3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện

4 Sơ đồ trạm biến áp nguồn

5 Bảng số liệu và các kết quả tính toán

CHƯƠNG I – TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

Nhà máy, xí nghiệp sản xuất ra một hoặc nhiều loại sản phẩm trong quá trình hoạt động Những sản phẩm này luôn luôn đòi hỏi tính cạnh tranh cao đặc biệt là về giá thành Trong giá thành sản phẩm, chi phí tiêu thụ điện năng và thời

gian thu hồi vốn đầu tư đóng góp một phần đáng kể vào giá thành sản phẩm Chính vì lý do đó việc tính tón thiêt kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt chú ý đến vốn đầu tư công trình và vấn đề tiết kiệm năng lượng tránh lãng phí với các thiết bị không cần thiết Quan trọng hơn cả là việc xác định tâm của phụ tải chính xác để có được phương án đi dây tối ưu Ngoài ra chúng ta còn phải tính đến khả năng phát triển của phụ tải nhà máy xí nghiệp trong tương lai

Để làm được tất cả những nhiệm vụ đó thì bước đàu tiên cần làm là xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy Để xác định được phụ tải tính toán của toàn nhà máy trước hết ta cần xác định phụ tải tính toán ở từng phân xưởng và khu vực

1.1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng.

 Công thức xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu và công suất đặt được thể hiện như sau:

Pdl = Knc×Pđ (KW)

Qdl = Pdl x tanφ (KVar)

 Công thức xác định phụ tải chiếu sáng, lấy P0 = 0.015(kW/m2)

Pcs = P0 x D (KW)

Vì dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng nên: Qcs = 0 (Kvar)

 Phụ tải tính toán cho phân xưởng:

Ptt: Công suất tác dụng tính toán cho phân xưởng (Kw)

Qtt: Công suất phản kháng tính toán cho phân xưởng(Kvar)

Knc: Hệ số nhu cầu;

Pđ: Công suất đặt (KW)

D: Diện tích phân xưởng (m2); D = a×b (m2)

Itt : Dòng điện tính toán trên đường dây truyyền tải (A)

Hình vẽ kích thước chi tiết các phân xưởng trong nhà máy trên thực tế

7

5 6

8 9 13

 Thực hiện tính toán cho từng phân xưởng, bộ phận như sau:

Tính toán hoàn toàn tương tự với các phân xưởng và phụ tải khác ta được bảng kết quả phụ tải tính toán như sau:

Bảng 1 Phụ tải tính toán cho các phân xưởng

n Tên phân xưởng và phụ tải thiết Số

8 Phân xưởng cơ khí, rèn 40 550 0.43 0.80 0.75 13.00 8.00 104.00 236.50 177.38 1.56 0.00 238.06 177.38 296.87

9 Xem dữ liệu phân xưởng 40 550 0.43 0.67 1.11 13.00 8.00 104.00 236.50 262.04 1.56 0.00 238.06 262.04 354.03

10 Lò hơi 40 800 0.43 0.72 0.96 22.00 12.00 264.00 344.00 331.57 3.96 0.00 347.96 331.57 480.64

11 Kho nhiên liệu 3 10 0.57 0.80 0.75 11.00 8.50 93.50 5.70 4.28 1.40 0.00 7.10 4.28 8.29

12 Kho vật liệu Vôi clorua 5 20 0.62 0.67 1.11 11.00 8.50 93.50 12.40 13.74 1.40 0.00 13.80 13.74 19.47

13 Xưởng năng lượng 40 350 0.43 0.72 0.96 10.00 18.00 180.00 150.50 145.06 2.70 0.00 153.20 145.06 210.98

14 Nhà điều hành, nhà ăn 30 150 0.44 0.87 0.57 29.00 8.50 246.50 66.00 37.40 3.70 0.00 69.70 37.40 79.10

15 Gara ôtô 15 25 0.50 0.82 0.70 19.00 8.50 161.50 12.50 8.73 2.42 0.00 14.92 8.73 17.29

1.2 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy, xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy dưới dạng hình tròn bán kính r

1.2.1 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy

Pttnm=Kđt.Với: Kđt=0,9 là hệ số đồng thời của toàn nhà máy

Vậy từ bảng trên ta có:

Pttnm=0.9×(2874.705)=2587.23 (Kw)Phụ tải phản kháng tổng hợp toàn nhà máy

Qttnm=Kđt.∑9

1

Qtti=0.9×(3161.423)=2845.28 (KVar)Phụ tải toàn nhà máy với hệ số đồng thời kđt = 0.9:

1.2.3 Xác định tâm phụ tải của toàn nhà máy:

1 Ý nghĩa của tâm phụ tải trong thiết kế cung cấp điện

Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện thì việc tính toán tìm tâm phụ tải đóng một vai trò rất qua trọng, đây chính là căn cứ để ta có thể xác định vị trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối tủ động lực nhằm tiết kiệm chi phí

và giảm tổn thất trên lưới điện Tâm phụ tải còn có thể giúp công tác quy hoạch

và phát triển nhà máy trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tranh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật nhưn mong muốn Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu

∑n P i l i

1

→ min

Trong đó: Pi và li : Công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải

2 Tính toạ độ tâm phụ tải của nhà máy

Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ

được xác định M(X0,Y0) theo hệ trục toạ độ xOy

X0 =

∑

∑

n i

n i i

S

x S

n i i

S

y S

1 1

Trong đó:

X0 ; Y0 : Toạ độ của tâm phụ tải điện của toàn nhà máy

xi ; yi : Toạ độ của phụ tải phân xưởng thứ i theohệ trục toạ độ xOy

Si : Công suất của phụ tải thứ i

Bảng 2 Tọa độ tâm phụ tải của các phân xưởng trên hệ tọa độ xOy

suất S x(m) y(m)Tọa độ

Xác định tâm phụ tải điện M(X0 ,Y0 ) cho toàn nhà máy theo công thức sau:

Vậy tâm phụ tải điện của toàn xí nghiệp là: M(70.2 ; 43.13)

1.2.4 Xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng đường tròn bán kính r

Biểu đồ phụ tải điện là một hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệ xích nhất định tùy ý 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 2 phần:

- Phụ tải động lực: phần hình quạt màu trắng

- Phụ tải chiếu sáng: phần hình quạt màu đen

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 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:

Trong đó : m là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 5(KVA/m2)

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

• Sơ độ nhà máy kim loại màu khi gắn hệ tọa độ xOy:

8

O

xy

• Biểu đồ phụ tải trên mặt phẳng nhà máy

148

O

xy

13.6

CHƯƠNG II – THIẾT KẾ SƠ BỘ, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

2.1Chọn cấp điện áp phân phối.

Cấp điện áp truyền tải có liên quan trực tiếp đến các vấn đề về kinh tế, kỹ thuật của hệ thống Điều này thể hiện ở tổn thất điện áp cực đại khi vận hành cũng như về tổn thất điện năng trên toàn hệ thống, ngoài ra cấp điện áp truyền tải còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí đầu tư cho cách điện của đường dây Để tối

ưu hóa việc chọn cấp điện áp truyền tải từ nguồn đến tram biến áp trung gian của nhà máy ta tiến hành tính toán theo công thức kinh nghiệm như sau:

Từ kết quả tính toán ta kết luận sẽ chọn cấp điện áp của nguồn là 22kV Với cấp điện áp này ta sẽ sử dụng trực tiếp điện áp 22 KV từ hệ thống

2.2Xác định phương án cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng và vị trí đặt trạm phân phối trung tâm.

 Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất lớn Điện năng cấp cho xí nghiệp được lấy từ trạm biến áp trung gian bằng các đường dây trung áp Cấp điện áp trong phạm vi đồ án được xác định là cấp 22KV Trong một xí nghiệp cần đặt nhiều trạm biến áp phân xưởng, mỗi phân xưởng lớn một trạm, phân xưởng nhỏ đặt gần nhau chung một trạm Để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng cần đặt tại trung tâm xí nghiệp một trạm phân phối, gọi là trạm phân phối trung tâm (TPPTT) Trạm phân phối trung tâm có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống về và phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng Trong các trạm phân phối trung tâm không đặt trạm biến áp mà chỉ đặt các thiết bị đóng cắt

 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm: Trạm phân phối trung tâm sẽ được đặt gần tâm phụ tải tính toán của toàn nhà máy, thuận tiện cho công tác vận chuyển và lắp đặt, vận hành và sửa chữa khi có sự cố đảm bảo an toàn và kinh tế Áp dụng kết quả tính toán tâm phụ tải điện của toàn nhà

máy ta đã xác định ở trên là điểm M(70.2 ; 43.13) và dựa vào sơ đồ mặt

bằng nhà máy kim loại màu ta đặt trạm phân phối trung tâm tại vị trí gần

tâm phụ tải tính toán của nhà máy hay là điểm T(70;43) Vị trí này có thể

đảm bảo mỹ quan công nghiệp, đảm bảo thuận lợi cho các công tác quản lý vận hành và sửa chữa MBA

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

 Tính toán lựa chọn số trạm biến áp phân xưởng

Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng Tiến hành tính toán thiết kế xây dựng 7 trạm biến áp phân xưởng Mỗi trạm đều sử dụng 2 máy biến áp vận hành

song song Riêng với phụ tải loại 3 cho phép mất điện khi sự cố, vì vậy khi xảy ra

sự cố một trạm biến áp phân xưởng có thể cắt giảm 22% phụ tải loại 3 nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư cho máy biến áp Chi tiết như sau:

 Trạm biến áp B1: Cung cấp điện cho phụ tải 1

 Trạm biến áp B2: Cung cấp điện cho phụ tải 2

 Trạm biến áp B3: Cung cấp điện cho phụ tải 3, 4, 8, 9

 Trạm biến áp B4: Cung cấp điện cho phụ tải 7

 Trạm biến áp B5: Cung cấp điện cho phụ tải 5, 6

 Trạm biến áp B6: Cung cấp điện cho phụ tải 13, 14, 15

 Trạm biến áp B7: Cung cấp điện cho phụ tải 10, 11, 12

• Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng ta sẽ đặt trạm tại vị trí gần trạm phân phối trung tâm và tiếp xúc với phân xưởng để thuận tiện trong khâu đóng cắt và không ảnh hưởng đến công trình khác

• Trạm biến áp dùng cho nhiều phân xưởng ta sẽ thiết kế gần tâm phụ tải nhằm tiết kiệm chi phí đường dây và giảm tổn thất công suất trên đường dây Tâm của Trạm sẽ được xác định qua bảng tọa độ như sau:

Tọa độ trên thực tế của các trạm

số quá tải này thời gian quá tải không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6h

SđmB ≥ (KVA)

Trong đó:

 SđmB: Công suất tính toán định mức của máy biến áp sẽ sử dụng trong trạm biến áp phân xưởng

 ΣStt : Tổng công suất tính toán của các phân xưởng mà trạm cung cấp điện

 Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp như sau:

Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B1

Thiệt hại do mất điện: Y=gth.Pthiếu.tsc = 10000x86.88x24=20.86 (triệu đồng)

Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B2

Trạm B2 khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là:

Thiệt hại do mất điện: Y=gth.Pthiếu.tsc = 10000x44.175x24 = 10.6(triệu đồng)

Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B3

Công suất tác dụng bị thiếu hụt trong thời gian mất điện do sự cố, lấy

tsc=24h trong năm:

Pthiếu = 18.41% x Ptt = 263.15 x 18.41% = 48.45 (KW)

Thiệt hại do mất điện: Y=gth.Pthiếu.tsc = 10000x48.45x24 = 11.62(triệu đồng)

Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B5

Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B6

Thiệt hại do mất điện: Y=gth.Pthiếu.tsc = 10000x42.83x24 = 10.28(triệu đồng)

Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B7

10 Lò hơi 480.637

 Trên thị trường hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất máy biến áp với rất nhiều loại sản phẩm đa dạng, nhiều kiểu dáng và kích cỡ Tuy nhiên căn cứ vào đặc điểm của phụ tải thì ta sẽ sử dụng loại máy biến áp phân phối dầu

có bình giãn nở dầu

 Sản phẩm của công ty cổ phần thiết bị điện đông anh Được sản xuất theo điều kiện môi trường ở việt nam, không cần hiệu chỉnh nhiệt độ Thông số chi tiết của các máy biến áp sử dụng trong trạm biến áp phân xưởng được thống kê theo bảng sau

Bảng 4 Thông số kỹ thuật MBA EEMC sử dụng trong các TBA PX

Tên

trạm (KVA)SđmB KVUC KVUH (W)∆P0 ∆PN, 75 ℃ (W) I0% UN% mmL mmW mmH 10Giá6 (đ)

Tổng (10 6 đ) B1 320 22 0.4 735 3850 1.7 4 1455 1035 1615 194.6 389.2B2 560 22 0.4 970 6350 1.4 4 1545 1210 1800 277.7 555.4B3 630 22 0.4 1050 6450 1.4 4.5 1735 1310 1845 329.4 658.8B4 250 22 0.4 620 3200 1.7 4 1410 940 1540 161 322B5 320 22 0.4 735 3850 1.7 4 1455 1035 1615 194.6 389.2B6 180 22 0.4 500 2450 1.7 4 1360 995 1510 137.1 274.2B7 320 22 0.4 735 3850 1.7 4 1455 1035 1615 194.6 389.2

KB 2978Tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp:

KB = i = 2.978 (Tỉ đồng)Xét trạm biến áp có tổn thất điện năng được tính như sau:

2.4 Lựa chọn chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm phân phối trung tâm.

Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp là theo Jkt; Theo ∆Ucp và theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Jcp Phạm vi áp dụng của các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp được tổng hợp qua bảng sau đây:

Bảng 5 Phạm vi áp dụng phương pháp chọn tiết diện dây dẫn

1) Lựa chọn dây dẫn từ nguồn về trạm phân phối trung tâm sẽ được tính toán theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt do khoảng cách truyền tải ngắn và thời gian sử dụng công suất cự dại Tmax lớn Chi tiết như sau:

• Đường dây nối hệ thống với trạm phân phối trung tâm có ý nghĩa cực kỳ quan trọng, nó quyết định đến hoạt động của toàn bộ nhà máy nên ta sử dụng lộ đường dây kép để truyền tải

• Dòng điện định mức trên đường dây truyền tải:

Iđm = = = 50.462 (A)

• Thời gian sử dụng Tmax = 4480, sử dụng cáp trung thế có màn chắn kim loại 12.7/22 (24) KV, Cáp 3 lõi nhôm cách điện bằng XLPE, bán dẫn cách điện, màn chắn kim loại cho từng lõi, vỏ PVC của CADIVI chế tạo tra tài liệu ta được Jkt = 1.4 (A/mm2)

• Từ trên ta có:

• Tra bảng thôg số kỹ thuật B2 ta chọn cáp trung thế 3 lõi nhôm

AXV/SE-SXXA-3x50-12.7/22(24)KV có giáp bảo vệ đi trong không khí của CADIVI chế tạo

• Tổng trở đơn vị của đường dây lúc này sẽ là:

Z0 = 0.641 + 0.355j (Ω/km);

• Dòng điện cho phépcáp 3 lõi nhôm: Icp = 159 (A)

• Giá thành đường dây áp dụng dựa trên bảng giá sau thuế trang 48 tài liệu là 390.17 Nghìn đồng/1mét chiều dài Tổng vốn đầu tư cho lộ dây là:

K 1 = 390.17×2×350 = 273.119 (Triệu đồng)

• Kiểm tra điều kiện sự cố đứt 1 lộ dây từ nguồn về trạm phân phối trung tâm

Isc = 2xIđm = 50.642x2 = 101.284A ≤ 0.88.Icp = 139.92 (A)

Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép đã được đáp ứng

Kết luận chọn dây dẫn 3 lõi tiết diện A-50 của cadivi cho lộ day từ nguồn về trạm phân phối trung tâm

2) Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các tủ phân phối phân xưởng theo điều kiện phát nóng

Imax = (A) ; Isc = 2×Imax (A)

 Tra tài liệu tìm dây dẫn 4 lõi gần nhất có dòng cho phép thỏa mãn:

Isc ≤ K.Icp

Với k là hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp, theo tính toán:

Vậy điều kiện phát nóng của cáp sẽ tương đương: Isc ≤ 0.88xIcp

 Giá thành đường dây các trường hợp:

 Tính toán chi tiết ta thu được kết quả chọn dây dẫn hạ áp từ máy biến áp đến tủ phân phối phân xưởng

Bảng thông số cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các phân xưởng

Tên số lộ S tt U đm I đm I sc F chọn R 0 X 0 L Icp Giá K i

B3-4 2 160.12 0.4 116 320.2 150 0.124 0.059 22 334 1604 70581.7B3-8 2 296.87 0.4 214 593.7 2x185 0.0991 0.059 19 367 1919 145874B3-9 2 354.03 0.4 256 708.1 2x185 0.0991 0.059 28.5 367 1919 218810B6-14 1 79.1 0.4 114 114.2 35 0.524 0.064 21 132 374 7851.69B6-15 1 17.286 0.4 25 24.95 16 1.15 0.068 14 83 180 2519.44B7-11 1 8.29 0.4 12 11.97 16 1.15 0.068 5 83 180 899.8B7-12 1 19.475 0.4 28.1 28.11 16 1.15 0.068 26 83 180 4678.96

Tổng 451216

Từ bảng trên ta tìm được tổng vốn đầu tư đường dây cáp hạ áp cho toàn bộ xí

nghiệp: K d hạ áp = = 451.216 (Triệu đồng)

3) Xét các lộ dây từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến áp phân xưởng ta

sẽ chọn cáp trung thế treo có màn chắn kim loại, 3 lõi, cấp điện áp 12.7/22(24KV) có ruột dẫn bằng đồng, cách điện XLPE , có bán dẫn cách điện, màn chắn kim loại và vỏ PVC Sử dụng lộ kép để truyền tải, Tmax = 4480h nên tra tài liệu ta được Jkt = 3.1 (A/mm2) Cũng tương tự như lộ dây từ nguồn về trạm

phân phối trung tâm, ở đây ta cũng sử dụng phương án chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện Jkt Áp dụng tiết diện tối thiểu trên các lộ đường dây trung áp 22KV là 35mm2 Sau đây sẽ là phần tính toán chi tiết cho các phương án:

Sơ đồ đi dây phương án 1: Sơ đồ hình tia

7

9 13

Ghi chú: riêng với lộ dây trạm B7, Đường dây gấp khúc nên L = 79m

Tính phân bố công suất và tiết diện dây dẫn tương tự như trên ta được bảng sau:

Bảng Phân bố công suất và tính toán tiết diện dây dẫn trung áp PA1

Tổng chi phí đầu tư trên đường dây trung áp 22KV của PA1 bao gồm đoạn từ trạm nguồn đến trạm phân phối trung tâm và từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến áp phân xưởng được tính như sau:

∆Umax = Max (∆Utổng-nhánh) ; ∆Ucp = 5%xUđm = 1100 (V)

Bảng kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép của các lộ cáp PA1

∆Umax = ∆Unguồn-TPPTT + ∆UTPPTT-B3 = 16.4 (V)

So sánh với điều kiện tổn thất điện áp cho phép là: ∆Ucp = 5%xUđm = 1100 (V)

thấy thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp đã đặt ra

 Khi vận hành ở chế độ sự cố là đứt 1 lộ dây từ nguồn về trạm phân phối trung tâm thì ta có: ∆Umax-sc = 2×∆Umax = 32.8 (V) Thỏa mãn yêu cầu tổn thất điện áp cho phép theo yêu cầu

 Kết luận dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp khi vận hành ở

các chế độ

b) Kiểm tra điều kiện phát nóng:

• Isc < × Icp (*) ;

4) Tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng.

• Tổng tổn thất điện năng trên các lộ dây:

Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng được tính như sau:

dây = 10089.983 (KWh)Chi phí tính toán hàng năm của phương án chỉ xét đến vốn đầu tư đường dây trung áp của toàn hệ thống do phần đầu tư trạm biến áp và cáp hạ áp thì như nhau trong mọi phương án, để có được phương án tối ưu ta cần có được giá trị của hàm chi phí tính toán hằng năm của 3 phương án sẽ vạch ra, chi tiết phương án 1:

: Hệ số tiêu chuẩn( hệ số thu hồi vốn đầu tư);

Ttc : Là thời gian thu hồi vốn đầu tư lấy bằng 8 năm

C: Giá thành 1 KWh tổn thất điện năng

Z1 =(0,1+0,125)× 987.119×106 +1500×10089.983 =237.237 (triệu đồng)

Sơ đồ đi dây trung phương án 2: sơ đồ liên thông

4

7

9 13

Công suất truyền tải trên lộ B4 lúc này sẽ bao gồm công suất tính toán của B4 và công suất tính toán của tramj B7

Các trạm còn lại có công suất trên đường dây là không thay đổi Kết quả chi tiết được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng Phân bố công suất và tính toán tiết diện dây dẫn PA2

Tên Số lộ L S Uđm Iđm Ftt Fc R0 X0 Icp (10Giá3 đ/m) Tổng

B7-B4 2 47 508.402 22 6.67 2.15 35 0.524 0.129 172 510.18 47956.9

Từ bảng ta thấy tổng chi phí đầu tư trên đường dây trung áp 22KV của PA2 được tính như sau:

ΣKd = Ktrung áp + Khạ áp = 451.216×106 + 273.119×106 + 230.132×106 = 954.467 (triệu đồng)

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

Bảng Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép PA2

∆Umax = ∆Unguồn-TPPTT + ∆UTPPTT-B3 = 16.4 (V)

So sánh với điều kiện tổn thất điện áp cho phép là:

∆Ucp = 5%xUđm = 1100 V Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp đã đặt ra

6) Khi vận hành ở chế độ sự cố là đứt 1 lộ dây từ nguồn về trạm phân phối trung tâm thì ta có: ∆Umax-sc = 2×∆Umax = 32.8(V)

Kết luận dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp khi vận hành

Bảng Tính toán dòng điện sự cố đứt 1 lộ cáp PA2

Điều kiện phát nóng lâu dài cho phép đã được thỏa mãn

Kết luận ta sẽ chọn cáp tương tự như phương án số 1, cáp đồng 3 lõi CXV/WB-25 cho các lộ dây từ trạm phân phối trung tâm về các trạm biến

dây = 10143.406 (KWh)

Chi phí tính toán hàng năm của phương án chỉ xét đến vốn đầu tư đường dây trung áp của toàn hệ thống do phần đầu tư trạm biến áp và cáp hạ áp thì như nhau trong mọi phương án, để có được phương án tối ưu ta cần có được giá trị của hàm chi phí tính toán hằng năm của 3 phương án sẽ vạch ra, chi tiết phương án 1:

: Hệ số tiêu chuẩn( hệ số thu hồi vốn đầu tư);

Ttc : Là thời gian thu hồi vốn đầu tư lấy bằng 8 năm;

C: Giá thành 1 KWh tổn thất điện năng;

Z2 = (0,1+0,125)× 954.467×106 +1500×10143.406 = 229.970 (triệu đồng)

Sơ đồ đi dây trung phương án 3: Sơ đồ sử dụng mạng kín

4

7

9 13

 Chiều dài các lộ dây được tính toán thông qua tọa độ đã xác định của các trạm như sau:

Bảng tính toán tiết diện cáp sử dụng trên tất cả các lộ trung áp của PA3

Tên n (m)L KVAS U đm I đm Ftt Fc R X Icp (10Giá3đ/m) K 2

T-B1 1 38.08 498.04 22 13.07 4.22 35 0.524 0.129 172 510.18 38855.3 T-B2 1 18.9 1125.28 22 29.53 9.53 35 0.524 0.129 172 510.18 19284.8 T-B3 1 46.01 687.71 22 18.05 5.82 35 0.524 0.129 172 510.18 46946.8 T-B4 1 30.15 529.86 22 13.91 4.49 35 0.524 0.129 172 510.18 30763.9 T-B5 2 15.7 569.361 22 7.47 2.41 35 0.524 0.129 172 510.18 16019.7 T-B6 2 29.7 307.366 22 4.03 1.3 35 0.524 0.129 172 510.18 30304.7 B4-B7 2 47 508.402 22 6.67 2.15 35 0.524 0.129 172 510.18 47956.9 B1-B4 1 19.4 22.89 22 0.6 0.19 35 0.524 0.129 172 510.18 19795 B2-B3 1 23.5 279.08 22 7.32 2.36 35 0.524 0.129 172 510.18 23978.5

Tổng 215765Tổng vốn đầu tư đường dây cho cáp hạ áp và đường dây cao áp PA3 là:

ΣK d = Ktrung áp + Khạ áp = 451.216×106 + 273.119×106 + 215.765×106 = 940.1

(triệu đồng)

Bảng Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép PA3

(V) Nguồn

∆Umax = ∆Unguồn-TPPTT + ∆UTPPTT-B3 = 16.5 (V)

So sánh với điều kiện tổn thất điện áp cho phép là:

∆Ucp = 5%xUđm = 1100 V Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp đã đặt ra

Khi vận hành ở chế độ sự cố là đứt 1 lộ dây từ nguồn về trạm phân phối trung tâm thì ta có: ∆Umax-sc = 2×∆Umax = 33 (V)

Kết luận dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp khi vận hành