Đồ án thiết kế phần trung áp hệ thống cung cấp điện của nhà máy giấy

Trong bài em đã phân thành 6 chương bao gồm: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về nhà máy giấy Chương 2: Tính toán phụ tải Chương 3: Chọn phương án cấp điện Chương 4: Chọn phương án đi dây

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa Sản lượng điện năng sản xuất mỗi năm đều phát triển mạnh Cụ thể, năm 2015 sản lượng điện năng cao gấp 7,2 lần so với năm 2000, tăng 11,9%/năm Kết quả trong 9 tháng đầu năm

2013 ( đạt 119,2 tỷ kWh) tăng trên 7,8% riêng công nghiệp chiếm 4,1% Do đó đòi hỏi nhiều công trình cung cấp điện, đặc biệt là các công trình cung cấp điện có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục vụ tốt cho sự phát triển của các ngành kinh tế quốc dân

Trong đó, lĩnh vực công nghiệp là một trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất nước, được Nhà Nước và Chính Phủ ưu tiên phát triển để đưa nước ta thành nhà nước công nghiệp vào năm 2020 Thiết kế cung cấp điện cho ngành này vì thế là 1 công việc khó khăn, đòi hỏi sự phát triển cao Một phương án cung cấp điện hợp lý là một phương án đảm bảo việc kết hợp hài hòa giữa chỉ tiêu về kỹ thuật và tiết kiệm về mặt kinh tế, đảm bảo đơn giản và an toàn trong sửa chữa và vận hành kỹ thuật điện, đảm bảo chất lượng điện năng Hơn nữa cần áp dụng các thiết bị cùng các thiết kế hiện đại và có khả năng mở rộng trong tương lai

Đồ án “Thiết kế phần trung áp hệ thống cung cấp điện của Nhà máy giấy” là cách

để em có thể tìm hiểu về việc cung cấp điện cho một phụ tải quy mô lớn và vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế Trong bài em đã phân thành 6 chương bao gồm: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về nhà máy giấy

Chương 2: Tính toán phụ tải

Chương 3: Chọn phương án cấp điện

Chương 4: Chọn phương án đi dây

Chương 5: Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ

Chương 6: Tính toán chế độ mạng điện

NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI CẢM ƠN

Ngày nay, khi nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, Các công trình xây dựng trong công nghiệp ngày càng nhiều và yêu cầu cao về sử dụng điện năng Thông qua tính toán thiết kế cung cấp điện trong đồ án, em đã vận dụng được nhiều kiến thức vào tính toán trong thực tế, từ việc tính toán phụ tải, chọn nguồn, chọn máy biến áp, đến các phương pháp chọn dây và chọn thiết bị trong nhà máy …

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Anh Tuân đã chỉ bảo tận tình và truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức giúp em hoàn thiện đồ án cũng là lượng kiến thức tiếp cận thực tế đầu tiên với công việc

Xin cảm ơn Công ty cổ phần tiết kiệm năng lượng Bách khoa đã cung cấp dữ liệu và

hỗ trợ em nhanh chóng hoàn thiện số liệu phục vụ đồ án

Do thời gian hạn hẹp và kinh nghiệm thực tế chưa có, việc tìm số liệu đối với em

là khó khăn Trong đồ án còn hạn chế, mong thầy cô xem xét và góp ý kiến thêm để

em có thể thực hiện được tốt nhất cho công việc sau này của em

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 06 tháng 1 năm 2016 Sinh viên thực hiện

Đặng Văn Lập

MỤC LỤC

Chương 1 Giới thiệu về Nhà máy giấy……… ……1

1.1 Giới thiệu chung về Nhà máy……… ……….1

1.2 Tổng quan về Nhà máy giấy……… …… 1

1.3 Phụ tải điện của nhà máy.……… ……….3

Chương 2 Tính toán phụ tải……… 6

2.1 Tính toán phụ tải tổng của nhà máy và phân nhóm phụ tải……… … 6

2.1.1 Tính toán phụ tải.……… … 6

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán:……… 7

2.2 Tính toán chiếu sáng và làm mát cho toàn nhà máy……… …… 8

2.2.1 Các yêu cầu của thiết kế chiếu sáng……… … 8

2.2.2 Các nguồn sáng sử dụng.……… … 8

2.2.2 Các phương pháp thiết kế.……… ……9

2.2.3 Tính toán chiếu sáng cho từng phân xưởng bằng phần mềm dialux… … 11

2.2.4 Tính toán thông thoáng cho các khu vực ……… 14

2.3 Tổng hợp công suất toàn nhà máy……… 16

2.4 Tính toán bù công suất để nâng hệ số công suất lên giá trị 0.9……… 16

2.5 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy……… … 17

2.5.1 Lý thuyết tính toán và thành lập phụ tải……… …….17

2.5.2 Tính toán cho các phân xưởng……… ….18

2.6 Dự báo phụ tải tính toán của nhà máy trong tương lai ……… 20

Chương 3 Chọn phương án cấp điện……… …….21

3.1 Đề xuất các phương án cấp điện……… …… 21

3.2 Đề xuất các phương án cấp điện:……… …….21

3.2.1 Vị trí đặt các tủ phân phối chính……… …….21

3.2.2 Vị trí đặt trạm phân phối trung tâm ………21

3.3 Đề xuất các phương án cấp điện……… … 22

3.4 Chọn thiết bị cho từng phương án……… …… 22

3.4.1 Phương án 1……… ………… 22

3.4.2 Phương án 2……… ……… 25

3.5 Lựa chọn phương án cấp điện……… ….26

3.5.1 Hàm chi phí tính toán.……… … 26

3.5.2 Tính toán cho phương án 1……… 28

3.5.3 Tính toán cho phương án 2.……… … 31

3.5.4 Kết luận:……… 34

Chương 4: Chọn phương án đi dây 35

4.1 Lý thuyết chung……… ……35

4.2 Đề xuất các phương án đi dây……… …… 38

4.3 Chọn dây cho từng phương án……… ………40

4.4 Lựa chọn phương án đi dây……… …….43

4.4.1 Tính toán cho phương án 1.……… …… 43

4.4.2 Tính toán cho phương án 2……… …… 45

4.4.3 Tính toán cho phương án 3……… ……… 47

4.4.4 Kết luận……… ………48

Chương 5 Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ……… ….49

5.1 Tính toán ngắn mạch……… ….49

5.1.1 Sơ đồ các điểm ngắn mạch……… …… 49

5.1.2 Tính các thông số của sơ đồ thay thế……… …50

5.1.3 Tính dòng ngắn mạch 3 pha đối xứng tại các điểm ngắn mạch………… …… 52

5.2 Chọn và kiểm tra thiết bị điện……… …… 54

5.2.1 Chọn máy cắt (MC)……… …… 55

5.2.2 Chọn dao cách ly (DCL)……… ……… 56

5.2.3 Chọn máy biến dòng điện (TI)……… … 56

5.2.4 Chọn máy biến điện áp (TU)……… ……57

5.2.5 Chọn chống sét van (CSV)……… …… 58

5.2.6 Lựa chọn thanh cái cho TBA……… ……… 58

5.2.7 Chọn Aptomat tổng (AT) cho TBAPX……… ………60

Chương 6 Tính toán chế độ mạng điện……… ……… 62

6.1 Tổn thất điện áp……… ………….62

6.2 Tổn thất công suất……… ……….63

6.3 Tổn thất điện năng……… ……….64

Tổng kết……… …… 65

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Danh sách các phân xưởng trong nhà máy giấy 3

Bảng 2.1 : Bảng tổng hợp phụ tải tính toán 6

Bảng 2.2 Phụ tải chiếu sáng toàn nhà máy 13

Bảng 2.3 Phụ tải làm mát toàn nhà máy 15

Bảng 2.4 Tổng hợp phụ tải 16

Bảng 2.5 Bảng thiết kế chọn tụ bù công suất phản kháng 17

Bảng 2.6 Bảng tổng hợp phụ tải 19

Bảng 3.1 Thông số cơ bản máy biến áp trạm biến áp trung tâm 24

Bảng 3.2 Thông số máy phát điện dự phòng 24

Bảng 3.3 Thông số dây dẫn phương án 1 25

Bảng 3.4 Thông số MBA của TBA trung tâm 26

Bảng 3.5 Thông số máy phát dự phòng 26

Bảng 3.6 Thông số cáp cho phương án 2 26

Bảng 3.7 Vốn đầu tư trạm biến áp chính 29

Bảng 3.8 Vốn đầu tư cáp 29

Bảng 3.9 Vốn đầu tư MF 29

Bảng 3.10 Vốn đầu tư trạm biến áp chính 31

Bảng 3.11 Vốn đầu tư MF 32

Bảng 3.12 Vốn đầu tư dây dẫn và cáp 32

Bảng 3.13 Tổng hợp các phương án 34

Bảng 4.1 Bảng thống kê số lượng và công suất của các TBAPX 37

Bảng 4.2 Thông số cơ bản của MBAPX 37

Bảng 4.3 Bảng tổng hợp chọn dây cho phương án 1 41

Bảng 4.4 Bảng tổng hợp chọn dây cho phương án 2 42

Bảng 4.5 Bảng tổng hợp chọn dây cho phương án 3 43

Bảng 4.6: Vốn đầu tư đường dây phương án 1 43

Bảng 4.7 Tổn thất điện năng các đường dây phương án 1 44

Bảng 4.8 Vốn đầu tư đường dây phương án 2 45

Bảng 4.9 Tổn thất điện năng các lộ đường dây phương án 2 46

Bảng 4.10 Vốn đầu tư mua dây cho phương án 3 47

Bảng 4.11 Bảng tính toán tổn thất điện năng phương án 3 47

Bảng 4.12 Bảng tính toán chi phí 3 phương án 48

Bảng 5.1 Thông số các lộ đường dây 22kV 51

Bảng 5.2 Tính toán ngắn mạch trên các đoạn đường dây 22kV 53

Bảng 5.3: Thông số kỹ thuật của máy cắt SF6 phía 110kV 55

Bảng 5.4: Thông số kỹ thuật của máy cắt 3AF phía 22kV 56

Bảng 5.5: Thông số kỹ thuật DCL phía 110kV 56

Bảng 5.6: Thông số kỹ thuật TI phía 110kV 57

Bảng 5.7: Thông số kỹ thuật TI phía 22kV 57

Bảng 5.8: Thông số kỹ thuật TU phía 110kV 58

Bảng 5.9: Thông số kỹ thuật TU phía 22kV 58

Bảng 5.10: Thông số kỹ thuật CSV phía 110kV 58

Bảng 5.11: Thông số kỹ thuật CSV phía 22kV 58

Bảng 5.12: Thông số kỹ thuật thanh cái phía 110kV 59

Bảng 5.13: Thông số kỹ thuật thanh cái phía 22kV 60

Bảng 5.14: Thông số kỹ thuật Aptomat 60

Bảng 5.15: Thông số kỹ thuật Aptomat 61

Bảng 6.1 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây 62

Bảng 6.2 Tổn thất công suất trên các đoạn đường dây 22kV 63

Bảng tổng kết: Tổng hợp các thông số chính 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ minh họa dây chuyền sản xuất giấy 2

Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng bố trí các phân xưởng 3

Hình 1.3 Sơ đồ liên kết điện xung quanh nhà máy 5

Hình 2.1 Các độ cao treo đèn 10

Hình 2.2: Hình vẽ mô tả đường đẳng rọi của kho giấy 12

Hình 2.3: Mô phỏng bố trí đèn trong phòng 13

Hình 2.4: Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy 19

Hình 3.1 Sơ đồ cấp điện phương án 1 23

Hình 3.2 Sơ đồ cấp điện phương án 2 25

Hình 4.1 Sơ đồ đi dây phương án 1 38

Hình 4.2 Sơ đồ đi dây phương án 2 39

Hình 4.3 Sơ đồ đi dây phương án 3 40

Hình 5.1 Sơ đồ nguyên lý tính toán ngắn mạch 50

Hình 5.2 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 50

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

TBATT: Trạm biến áp trung tâm

TBAPX: Trạm biến áp phân xưởng

MBA : Máy biến áp

MC : Máy cắt

DCL : Dao cách ly

BI : Máy biến dòng điện

BU : Máy biến điện áp

CSV : Chống sét van

AT : Aptomat

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bài tập cung cấp điện - TS Trần Quang Khánh, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

[2] Giáo trình cung cấp điện – TS Trần Quang Khánh, Nhà xuất bản khoa học và

[6] Quy phạm trang bị điện, quyển 1

[7] Quy phạm trang bị điện, quyển 2

[8] Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4kV đến 500kV - Ngô Hồng Quang, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - 2005

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY GIẤY 1.1 Giới thiệu chung về nhà máy

Ngành công nghiệp giấy trong nước ta phát triển mạnh và có quy mô rộng lớn Như chúng ta đã biết ngành công nhiệp giấy và bột giấy chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế và có tốc độ phát triển ngày càng cao để đảm bảo nhu cầu của phát triển kinh tế Do tính chất quan trọng của giấy và nhu cầu ngày càng tăng cao trong cuộc sống yêu cầu đặt ra là phải tăng sản lượng giấy lên cao

Việt Nam với diện tích rừng rộng lớn đáp ứng được nguồn nguyên liệu chính của công ngiệp sản xuất giấy mặt khác nguồn nhân công giá rẻ cũng là ưu thế của chúng ta nên các nhà máy giấy có điều kiện rất tốt để xây dựng

Với điều kiện thực tế và nguyện vọng bản thân, em đã xin phép được thực hiên

đề tài “Thiết kế phần trung áp Hệ thống cung cấp điện của Nhà máy sản xuất giấy” có dây chuyền sản xuất hiện đại Hệ thống cung cấp điện đảm bảo liên tục và an toàn cho nhà máy, đảm bảo khả năng phát triển tương lai của nhà máy

1.2 Tổng quan về nhà máy giấy

Nhà máy giấy được xây dựng trên diện tích 30ha Sản xuất và kinh doanh: giấy, bột giấy, hóa chất, phân bón vi sinh … Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca sản xuất

Hình 1.1: Sơ đồ minh họa dây chuyền sản xuất giấy

Dưới đây là danh sách và vị trí phân bố các phân xưởng của nhà máy giấy với công suất tiêu thụ và yêu cầu cung cấp điện từng phụ tải:

Bảng 1.1 Danh sách các phân xưởng trong nhà máy giấy

Số thứ tự Tên phân xưởng Spt (kVA) cosφ Ptt(kW) Qtt(kVAr)

Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng bố trí các phân xưởng

1.3 Phụ tải điện của nhà máy

a Các đặc điểm của phụ tải điện

Các thiết bị của nhà máy đều được sử dụng điện áp cấp 0,4kV và được chia làm 2

b Các yêu cầu với cung cấp điện nhà máy

Dựa theo phạm vi và mức độ quan trọng của phụ tải thì thiết bị phải thỏa mãn 2 diều kiện sau:

- Công suất định mức của toàn nhà máy

- Điện áp định mức và tần số của nhà máy phải phù hợp với điện áp và tần số

hệ thống điện

1.4 Liên kết điện xung quanh nhà máy :

Tổng công suất của nhà máy là 17450 kVA Là nhà máy có công suất lớn sản

xuất phục vụ sự nghiệp phát triển đất nước, do đó yêu cầu về dộ tin cây cung cấp điện cao

Nguồn điện trong khu vực:

- Trạm biến áp 22/0,4 kV khu vực cách 2500m

- Đường dây 22 kV đi ngang qua nhà máy cách 200m

- Đường dây 110 kV chạy gần nhà máy với khoảng cách 500m

Hình 1.3 Sơ đồ liên kết điện xung quanh nhà máy

1

CHƯƠNG 2:

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 2.1 Tính toán phụ tải tổng của nhà máy và phân nhóm phụ tải

2.1.1 Tính toán phụ tải

Theo số liệu khảo sát đặc tính và yêu cầu của nhà máy ta có bảng tổng hợp công

suất tính toán của các phân xưởng trong nhà máy như sau:

vụ quan trọng để đảm bảo tuổi thọ và an toàn khi vận hành thiết bị điện

Do tính chất quan trọng như vậy nên có nhiều công trình nghiên cứu và sự có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện nhưng vẫn chưa có phương pháp nào tính toán chính xác phụ tải điện Hiện nay đang áp dụng một số phương pháp tính tương đối phụ tải tính toán :

Phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Phương pháp tính theo công suất cực đại và hệ số trung bình

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Trong quá trình thiết kế thì tùy theo quy mô, đặc điểm của công trình (nhà máy,

xí nghiệp …) tùy theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp cho thích hợp

( Theo quy phạm trang bị điện phần 1 trang 31)

- Ptti ; Qtti – tổng công suất tác dụng và công suất phản kháng của phân xưởng

- Pttnm;Qttnm – tổng công suất tác dụng và phản kháng của nhà máy

Các phân xưởng sản xuất có công suất đặt từ các động cơ và các phụ tải động lực

do đó nhóm phụ tải động lực có công suất bằng công suất đặt của 9 phân xưởng sản xuất:

Khi đó: Ta có m=9 vậy lấy k=0,8

9 ttnm tti

1

P 0,8P 0,8 11095 8876(kW)

9 ttnm tti

Q 0,8Q 0,8 13212, 21 10569(kVAr) 

2.2 Tính toán chiếu sáng và làm mát cho toàn nhà máy

2.2.1 Các yêu cầu của thiết kế chiếu sáng

Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải tạo ra được ánh sáng gần giống với ánh sáng ban ngày

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung (chiếu sáng cho toàn nhà máy), chiếu sáng cục bộ (chiếu sáng cho các thiết bị) và chiếu sáng kết hợp (kết hợp giữa cục bộ và chung) Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp

được với điện xoay chiều, ánh sáng có thể gây mỏi mắt nếu hoạt động lâu Đèn Huỳnh quang thường được sử dụng cho các văn phòng, các khu kho xưởng

Các phân xưởng cần độ chính xác cao, yêu cầu độ chiếu sáng tin cậy ta sử dụng đèn sợi đốt

Các phương pháp sử dụng tính toán chiếu sáng:

a Tính toán sơ bộ

Ở phương pháp tính toán sơ bộ ta có thể dùng phương pháp tính toán gần đúng theo các bước sau:

- Lấy 1 suất chiếu sáng Po (W/m2) phù hợp

- Xác định công suất tổng cần cấp cho khu vực diên tích S( m2)

Pcs = Po S (kW)

xác định số lượng bóng đèn

cs d

PnP



b Tính toán theo phương pháp hệ số sử dụng ( độ rọi yêu cầu)

Phương pháp này là phương pháp tính toán thông thường Dựa trên độ rọi yêu cầu để tính số bóng đèn phù hợp

Ở phương pháp này ta cần tính toán theo các bước sau

- Xác định chiều cao tính toán H =h - h1 - h2

- h2: Chiều cao mặt bằng làm việc

- H: Chiều cao tính toán Xác định hệ số không gian của phân xưởng kích thước a x b:

kg

a bk

- Eyc: Độ rọi yêu cầu

- kdt: hệ số dữ trữ

-  : hiệu suất của đèn

- kld: hệ số lợi dụng quang thông của đèn

c Sử dụng phần mềm chiếu sáng Dialux 4.12

Giới thiệu chung:

Dialux là phần mềm thiết kế chiếu sáng chuyên nghiệp được sử dụng rộng rãi trong ngành kỹ thuật Phần mềm này cho phép người dùng hoạch định chiếu sáng 1 cách nhân tạo với nhiều cách tính toán khác nhau

Thông số đầu vào của Dialux

- Kích thước hình dạng của căn phòng…

- Hệ số phản xạ màu sắc của nền, tường, trần…

- Môi trường tính toán khu vực sạch hay nhiều bụi…

- Độ cao treo đèn, độ cao làm việc

- Vị trí bố trí các thiết bị trong phòng, phân xưởng

- Lựa chọn bóng đèn trong thư viện mà nhà sản xuất hỗ trợ Dialux

- Lựa chọn kiểu treo đèn ( 1 dãy, nhiều dãy, tròn, xole…)

Các giá trị xuất ra của Dialux

- Bảng báo cáo về độ rọi

- Cường độ sáng, Biểu đồ phân bố độ rọi

- Đường đẳng rọi, ảnh 3D mô phỏng

2.2.3 Tính toán chiếu sáng cụ thể cho từng phân xưởng bằng phần mềm dialux Kho giấy:

Hình 2.2: Hình vẽ mô tả đường đẳng rọi của kho giấy

Nhìn vào bảng thống kê ta thấy:

-

Tính toán hoàn toàn tương tự với các phân xưởng còn lại ta được số liệu chiếu sáng cho các phân xưởng thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.2 Phụ tải chiếu sáng toàn nhà máy

2.2.4 Tính toán thông thoáng cho các khu vực

Trong các phân xưởng của nhà máy cần phải có hệ thống thông thoáng làm mát cho nhằm giảm nhiệt độ trong phân xưởng do trong quá trình sản xuất các thiết bị động lực, chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra sẽ gây tăng nhiệt độ phòng, nếu không được trang bị hệ thống thông thoáng làm mát sẽ gây ảnh hưởng đến năng suất

lao động,sản phẩm,trang thiết bị, ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm việc trong phân xưởng Trong các kho hàng, kho nhiên liệu ta xử dụng hệ thống quạt thông gió nhằm giữ sản phẩm không bị ẩm ướt tránh gây hư hỏng sản phẩm và luôn trong điều kiện tốt nhất để đưa vào sử dụng.Trong khu hành chính ta sử dụng quạt trần và điều hòa tùy thuộc vào mục đích sử dụng của từng phòng ban

Dựa vào yêu cầu nhà máy ta chọn:

Bảng 2.3 Phụ tải làm mát toàn nhà máy

Công suất (W)

Số lƣợng cosφ ∑P

Vậy tổng công suất làm mát là :

2.3 Tổng hợp công suất toàn nhà máy

Do phụ tải động lực so với 2 phụ tải còn lại có công suất lớn hơn rất nhiều nên ta

có thể coi các phụ tải có hệ số đồng thời là 1

Vậy công suất toàn nhà máy là:

Phụ tải của toàn nhà máy là:

2.4 Tính toán bù công suất để nâng hệ số công suất lên giá trị 0.9

Theo thông tư 15/2014 TT-BTC, bắt đầu từ 10/12/2014 các khách hàng có hợp đồng mua bán điện lớn hơn 40kW và cos 0,9 thì phải mua công suất phản kháng Chính vì vậy, nhà máy cần bù để nâng công cos lên bằng hoặc lớn hơn 0,9 nhằm mang lại một số hiệu quả sau :

- Không phải trả chi phí mua công suất phản kháng

- Giảm tổn thất



Q 

- Nâng cao chất lượng điện năng

- Thiết bị làm việc hiệu quả ổn định

Dung lượng bù được xác định cos2 = 0,9  tgφ2 = 0,48

Tính toán bù công suất ta được

cosφ1 = 0,65 → tgφ1=1,17

Qb = Ptt × ( tgφ1 – tgφ2 ) = 8998,75 × ( 1,17 – 0,48 ) =6209,14(kVAr)

Ta chọn thiết bị bù như trong bảng sau:

Bảng 2.5 Bảng thiết kế chọn tụ bù công suất phản kháng

Q tg

2.5 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy

2.5.1 Lý thuyết tính toán và thành lập phụ tải

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng Tính gần đúng ta có thể coi như phụ tải của phân

xưởng được phân bố đều theo diện tích của phân xưởng Vì vậy, trọng tâm của phụ tải phân xưởng được coi như tâm hình học của phân xưởng

Vòng tròn phụ tải được chia làm 2 phân chính

- Phần phụ tải động lực là phần hình quạt được gạch chéo

- Phần phụ tải chiếu sáng là phần hình quạt không gạch chéo Với hệ số tỉ lệ lựa chọn kVA/mm2, m =3

tti

csi csi

1

360 360 9, 6

2,88 1200

cs cs

tt

P P

Tính toán tương tự ta có bảng tính toán cho các phân xưởng khác như sau:

2.6 Dự báo phụ tải tính toán của nhà máy trong tương lai

Nhà máy có kế hoạch nâng lượng sản xuất lên với việc lắp đặt thêm 1 dây chuyền sản xuất mới có tổng công suất dự kiến là: Sdự báo= 2500(kVA)

Vậy tổng công suất nhà máy trong thời gian sắp tới là:

St= S0 + Sdự báoTrong đó:

- St: Phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến dự báo tại thời điểm sau t năm (t=5năm)

- S0:Phụ tải tính toán xác định ở thời điểm hiện tại

Ta có:

S5 năm= S0 + Sdự báo

= 9964,11 + 2500 = 12464,11 (kVA) → St = 1121,5 + j5432,98 (kVA)

CHƯƠNG 3:

CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 3.1 Đề xuất các phương án cấp điện

Phương án cung cấp điện là phương án thiết kế cung cấp điện từ hệ thống lưới quốc gia đến các điểm tải Ở đây ta thiết kế cung cấp điện từ lưới 110kV hay 22kV đến trạm biến áp trung tâm của nhà máy

Phương án cung cấp điện phải thoả mãn các điều kiện cơ bản sau:

- Đảm bảo chất lượng điện năng, tức là đảm bảo được tần số và điện áp nằm trong phạm vi cho phép

- Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện

- Thuận tiện cho việc thi công, lắp đặt, quản lý, vận hành và sửa chữa khi bị

sự cố

- Có chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hợp lý

3.2 Đề xuất các phương án cấp điện:

- Vị trí của tủ được lựa chọn sao cho tổn thất điện năng là nhỏ nhất

- Vị trí của tủ phải đảm bảo các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp với sự phát triển của phụ tải trong tương lai

Căn cứ vào các yêu cầu trên, ta đặt 4 tủ phân phối chính cho nhà máy Trong đó mỗi tủ phân phối có trách nhiệm cung cấp điện cho 3 phụ tải.Ở đây, vị trí đặt tủ nằm ở rìa ngoài nhà máy để đảm bảo mỹ quan đồng thời thuận tiện cho việc thiết kế đi dây

3.2.2 Vị trí đặt trạm phân phối trung tâm

Trạm biến áp trung tâm cung cấp điện cho các phân xưởng, kho trong nhà máy nên ta xác định vị trí đặt dựa vào công thức tính tâm phụ tải như sau:

i i

x S x

i i

y S y

3.3 Đề xuất các phương án cấp điện

Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ cung cấp điện Do vậy, ta phải thiết kế sao cho sơ đồ cung cấp điện có chi phí nhỏ nhất nhưng đồng thời phải đảm bảo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện và yêu cầu về chất lượng điện năng

Căn cứ vào những yêu cầu trên, ta đề xuất 3 phương án cấp điện từ lưới đến nhà máy như sau:

Phương án 1 :

Xây dựng 1 trạm biến áp trung tâm 110/22 kV với 2 MBA được cấp từ đường dây 110 kV Đồng thời thiết kế 1 MFĐ là nguồn dự phòng khi 2 nguồn trên gặp sự cố

Phương án 2 :

Xây dựng 1 trạm biến áp trung tâm 110/22 kV với 2 MBA từ đường dây

110 kV và xây thêm đường dây dự phòng 22 kV lấy từ đường dây 22 kV chạy qua nhà máy Đồng thời thiết kế 1 MFĐ là nguồn dự phòng khi 2 nguồn trên gặp

sự cố

3.4 Chọn thiết bị cho từng phương án

3.4.1 Phương án 1

Hình 3.1 Sơ đồ cấp điện phương án 1

Phương án này ta xây dựng 1 TBA gồm 2 MBA được cấp điện từ đường dây 110kV, do điều kiện yêu cầu phụ tải và vị trí các phân xưởng nên ta xây dựng TBA gần tâm phụ tải điểm đặt I0( 150, 136) để tối ưu hóa việc cấp điện cho các phụ tải quan trọng của nhà máy

1) Chọn công suất TBA

Tổng công suất tính toán của các phụ tải quan trọng tính cả đến dự báo cho 5 năm tới là:

Sptqt= 13200 (kVA) Trong trường hợp tổng quát ta chọn công suất MBA theo 2 điều kiện sau:

- Ở điều kiện các MBA làm việc bình thường: Tổng công suất của các MBA

sẽ lớn hơn hoặc bằng tổng công suất các phụ tải của KCN

- Ở chế độ MBA sự cố: tổng công suất của các MBA trừ đi công suất của MBA có công suất lớn nhất (đã xét đến điều kiện làm việc quá tải 40%) phải lớn hơn hoặc bằng tổng công suất của các phụ tải quan trọng

Căn cứ vào những yêu cầu trên ta chọn 2 MBA có công suất định mức: 2×10000

1

Bảng 3.1 Thông số cơ bản máy biến áp trạm biến áp trung tâm

Sptqt=13200 (kVA) Căn cứ vào số liệu phụ tải quan trọng ta chọn được hệ thống máy phát điện như sau:

Bảng 3.2 Thông số máy phát điện dự phòng

I 91,95

F = = =83,5(A)

J 1,1 Chọn cáp AC-95 Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp

PR+QX 11135×0,33×1,5+13339,41×0,37×1,5 ΔU= = =117,41(V)

Chọn cáp AC-95 nối từ đường dây 110kV vào trạm trung tâm

Bảng 3.3 Thông số dây dẫn phương án 1:

3.4.2 Phương án 2

Hình 3.2 Sơ đồ cấp điện phương án 2

Phương án này ta xây dựng 1 TBA trung tâm gồm 2 MBA được cấp điện từ nguồn 110kV và xây dựng thêm đường dây 22kV nối vào thanh cái phía hạ áp là nguồn dự phòng nóng khi đường dây 110kV gặp sự cố, đồng thời lắp đặt hệ thống máy phát điện dự phòng khi gặp trường hợp cả 2 nguồn bị sự cố đồng thời

1) Chọn máy biến áp cho TBA trung tâm

Máy biến áp chọn tương tự như phương án 1

1

Bảng 3.4 Thông số MBA của TBA trung tâm

Việc so sánh lựa chọn phương án tối ưu được tiến hành theo phương pháp cực

tiểu hàm chi phí tính toán:

= ( ) → Trong đó:

- Z – hàm chi phí tính toán hằng năm, đ/năm

- aom – hệ số vận hành và bảo dư ng hằng năm, ta lấy aom = 0,1

- atc – hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn, Ttc = 10 năm - atc = 0,125

- K – tổng vốn đầu tư cho trạm biến áp (hoặc trạm phân phối trong phương

án sử dụng TPPC) và đường dây

- ∆A - tổn thất điện năng hằng năm trênmáy biến áp và đường dây, kWh

- C – giá tiền tổn thất điện năng, ta lấy C = 1.200đ/kWh

- Yth – chi phí tổn thất của phụ tải hàng năm do mất điện gây ra, đ/năm

Với: = = t

- Ath – điện năng tổn thất hằng năm do mất điện, kWh

- P – tổn thất công suất hằng năm do mất điện, kW

- Cth – giá tiền tổn thất do mất điện.đ/kWh

+ Với phụ tải rất quan trọng: Cth = 20.000 đ/kWh

- ttmđ – thời gian mất điện hằng năm, h

a) Tính toán vốn đầu tư

Trong tính toán vốn đầu tư áp dụng các công thức sau:

KB = kB.n

Trong đó:

- KB –Tiền mua máy biến áp, đ;

- kb – đơn giá mua máy biến áp, đ/máy;

- n – Số lượng máy biến áp ghép song song;

Vốn đầu tư mua tủ phân phối chính:

Ta lấy đơn giá mua tủ phân phối là: 109đ/100A

KD = kd.l Trong đó:

- KD – Tiền mua dây dẫn và cáp, đ;

- kd– Đơn giá mua dây dẫn và cáp, đ/km;

- l – Chiều dài đoạn đường dây, km;