thiet ke nha may luyen kim den 169

Giới thiệu chung về nhà máy : vị trí địa lý , kinh tế , Đăc điểm công nghệ ,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 toáncủa các phân xưởng và toàn nhà máy.3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sũa 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 xưởng4.2 Chọn số lượng , dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (Trạmbiến áp xí nghiệp )hoặc trạm phân phối trung tâm .4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .5. Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy .6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí .

Trang 1

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI THIẾT KẾ MÔN HỌC

BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.Tên thiết kế : Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen

2.Sinh viên thực hiện: Đinh Ngọc Sơn , lớp : HTĐ3 , Khóa 48

3.Giáo viên hướng dẫn : Thấy giáo Phan Đăng Khải

1.Mở đầu :

1.1 Giới thiệu chung về nhà máy : vị trí địa lý , kinh tế , Đăc điểm công nghệ , 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 toáncủa các phân xưởng và toàn nhà máy

3 Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sũa 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 toán 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 A0

1 Sơ đồ nguyên lý mang điện phân xưởng sữa 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 : 250MVA

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

Ngày nhận đề : 20 tháng 2 năm 2006 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

THẦY GIÁO : PHAN ĐĂNG KHẢI

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, điện năng đã đi vào mọi mặt của đời sống, trên tất cả các lĩnh vực, từ công nghiệp cho tới đời sống sinh hoạt Trong nền kinh tế đang đi lên của chúng ta, ngành công nghiệp điện năng do đó càng đóng một vai trò quan trọng hơn bao giờ Để xây dựng một nền kinh tế phát triển thì không thể không có một nền công nghiệp điện năng vững mạnh, do đó khi quy hoạch phát triển các khu dân cư, đô thị hay các khu công nghiệp… thì cần phải hết sức chú trọng vào phát triển mạng điện, hệ thống điện ở đó nhằm đảm bảo cung cấp điện cho các khu vực đó Hay nói cách khác, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, thỏa mãn nhu cầu điện năng không chỉ trước mắt mà còn cho sự phát triển trong tương lai

Ngày nay, xã hội phát triển, rất nhiều nhà máy được xây dựng Việc quy hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các nhà máy là công việc thiết yếu và

vô cùng quan trọng Để có thể thiết kế được một hệ thống cung cấp điện an toàn

và đảm bảo tin cậy đòi hỏi người kỹ sư phải có được trình độ và khả năng thiết

kế Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy ở trên giảng đường, mỗi sinh viên nghành Hệ thống điện đều được giao bài tập dài về thiết kế một mạng điện cho một xí nghiêp, nhà máy nhất định Bản thân em được nhận đề bài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy luyện kim đen, với các số liệu về phụ tải đã cho

Trang 3

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU………

CHƯƠNG I: Giới thiệu chung về nhà máy………

CHƯƠNG II: Xác định phụ tải tính toán………… ………

CHƯƠNG III: Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy………

CHƯƠNG IV: Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ khí……

CHƯƠNG V: Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất cho nhà máy ………

CHƯƠNG VII: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sữa chữa cơ khí… TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Thiết kế cấp điện

NGÔ HỒNG QUANG- VŨ VĂN TẨM 2 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện NGÔ HỒNG QUANG 3 Luới điện NGUYỄN VĂN ĐẠM 4 Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng

NGUYỄN CÔNG HIỀN (CHỦ BIÊN) NGUYỄN MẠNH HOẠCH

Trang 4

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

I, VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ

Nhà máy luyện kim đen là nhà máy công nghiệp nặng quan trọng trong nền

kinh tế quốc dân , cung cấp nguyên liệu cho các ngành khác : cơ khí chế tạo ,

giao thông , xây dựng …Kinh tế càng phát triển thì nhu cầu kinh tế càng tăng cao

vì sản lượng gang thép tính theo đầu người là một trong những chỉ tiêu chủ yếu

để đánh giá tiềm lực của đất nước Do tầm quan trọng của nhà máy nên ta xếp

nhà máy hộ tiêu thụ loại 1 , cần đảm bảo cấp điện liên tục và an toàn

Do đặc điểm công nghệ có nhiều khí bụi nên nhà máy luyện kim được bố

trí ở vùng xa thành phố , xa khu dân cư Nhà máy luyện kim em đươc giao

nhiệm vụ thiết kế có quy mô khá lớn với 10 phân xưởng là : Phân xưởng luyện

gang , Phân xưởng là Mactin , phân xưởng máy cán phôi tấm ,….với công suất

đặt lớn hơn 32000 ( kW)

BẢNG THIẾT BỊ PHÂN XƯỞNG

Kí hiệu trên

mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt (kW)

1 Phân xưởng luyện gang(phụ tải 3kV là

3200kW)

8200

4 Phân xưởng cán nóng (phụ tải 3kV là

2500kW)

7500

7 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán

8 Trạm bơm( phụ tải 3kV là 2100kw) 3200

10 Chiếu sáng phân xưởng Xác định theo diện tích

Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trang 5

Tt Tên thiết bị Số lượng Nhãn

hiệu

Công suất (kW)

Ghi chú

BỘ PHẬN DỤNG CỤ

6 Máy phay ngang 1 6H84 4.5

12 Máy bào ngang 2 7M36 7.0

15 Máy khoan hướng tâm 1 2A55 4.5

28 Máy mài sắc các dao cắt gọt 1 3A625 2.8

BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN

Trang 6

6 Máy khoan đứng 1 2A150 7

Trang 7

CHƯƠNGII XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO NHÀ MÁY

1 T ÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ

1.1: Phân nhóm phụ tải

bị

số lượng

Công suất P dm (kW) Idm(A) 1máy Toàn bộ

Nhóm 1

Nhóm 2

Trang 8

số lượng Công suất

Pdm(kW)

Idm(A)

1 máy Toàn bộ

số thiết bị làm việc hữu ích n1=4 ta có n*=4/13=0.3

tổng công suất của nhóm P=62.1

Trang 9

công suất của các thiết bị hữu ích P1=29.8 suy ra P*=29.8/62.1=0.48

tra bảng phi lục PL 1.5 được n*hq=0.8

số thiết bị làm việc có hiệu quả nhq=0.8*13=10.4≈10

tra bảng phi lục PL1.6 có Kmax=2.1

phụ tải tính toán của nhóm 1:

Số lượng Công suất Pdm(kW) Pdm(A)

1 máy Toàn bộ

Trang 10

C.Nhóm 3

Nhóm3

Stt

U

γ γ

=

Trang 12

1.3 : PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG XỬA CHỮA CƠ KHÍ

Ta có :công suất chiếu sáng toàn phân xưởng

Pcs=Po*F ta lấy Po=15 W/m2

Pcs=15*(50*20)=15000(W)=15(kW)

1.4: PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN PHÂN XƯỞNG

A Công suất tác dụng của toàn phân xưởng

2.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI

Ta có diện tích các phân xuởng

2.1: PHÂN XƯỞNG LUYỆN GANG

Với phân xưởng luyện gang ta có Knc = 0.6 ; cosγ=0.8 ;tgγ=0.75 ;Po=15

A Phụ tải 3 kV

Công suất tác dụng P3kV=Knc*Pd=0.6*3200=1920(kW)

Công suất phản kháng Q3kV = P3kV*tgγ=1920*0.75=1440(kVAr)

Công suất toàn phần S3kV = P2 +Q2 = 1920 2 + 1440 2 = 2400(kVA)

Trang 13

2.2: PHÂN XƯỞNG LÒ MACTIN

Với phân xưởng lò Mactin ta có Knc=0.6 cosγ=0.8 tgγ=0.75 Po=15 A.Công suất động lực

2.3: PHÂN XƯỞNG CÁN PHÔI TẤM

Với phân xưởng cán phôi tấm có Knc=0.6; cosγ=0.8; tgγ=0.75; Po=15 Pdl =Knc * Pd =0.6*2000=1200(kW)

Trang 14

S tttp = Ptttp2 +Qtttp2 = 4566.375 2 + 3375 2 = 5678(kVA)

2.5 :PHÂN XƯỞNG CÁN NGUỘI

với phân xưởng cán nguội ta có Knc=0.6 ; cosγ=0.8 ; tgγ=0.75 ;Po=15 Ptt=Knc*Pd=0.6*4500=2700(kW)

Qtt=Ptt*tgγ=2700*0.75=2025(kVAr)

Pcs=Po*F=15*1125=16875(W)=16.875(kW0

Trang 15

2.6 PHÂN XƯỞNG TÔN

Với phân xưởng tôn ta lấy Knc=0.6 ; cosγ=0.8 ; tgγ =0.75 ;Po=12

2.8:TRẠM BƠM :PHỤ TẢI 3KV(2100KW); PHỤ TẢI 0.4KV(1100KW)

Với trạm bơm có Knc=0.6; cosγ=0.8 ; tgγ=0.75 ;Po=12W

2.9: BAN QUẢN LÝ VÀ PHÒNG THÍ NGHIỆM

Với ban quản lý và phòng thí nghiệm ta lấy Knc=0.8; cos =0.85 ; tg =0.62 γ γ

;Po=20W

T a có:

Trang 16

K nc P o (W)

cos γ CS

động lực P dl

CS chiếu sáng P cs

Phi tải tính toán phản kháng của nhà máy

Trang 17

4 :XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI VÀ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI

Pi và Li công suất và khoảng cách của phụ tải thứ I tới tâm phụ tải

Ta xác định toạ độ tâm phụ tải theo biểu thức sau:

Xo,Yo,Zo toạ độ tâm phụ tải

Xi,Yi,Zi ,Si toạ độ và công suất của phụ tải thứ i

Trong công thức trên toạ độ z it được chú ý!

Bảng xác định Ri và α của các phân xưởng

TT Tên phân xưởng Pcs

(kW) Ptt (kW) (kVA) Stt Tâm phụ tải R

α

X (mm)

Y (mm)

Trang 18

Góc phụ tải

động lực

Trang 19

38 32 21 8

55 52 61

28 35

7 161,8 6

1911

8 2460

1 7230

2 2659

3 1513

4 6303

5 3388

9 335

BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI NHÀ MÁY LUYỆN KIM ĐEN Tâm phụ tải của nhà máy:

*

1243972

50.16 24797.8

vậy tâm phụ tải của nhà máy là (50.16 40.1)

Ta bỏ qua không tính tới tọa độ Z của phụ tải vi nhà máy đặt trên mặt đất

Trang 20

CHƯƠNG II THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

Ta có công thức kinh nghiệm

Do nhà máy ở gần trạm trung áp lên ta lấy điện từ trạm trung áp 35 kV

XƯỞNG

Các máy biến áp được chọn dựa theo các nguyên tắc sau:

1:Vị trí đặt trạm biến áp phải gần tâm phụ tải ,thuận lợi cho việc vận

chuyển ,lặp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp

2: Số lượng các máy biến áp được lựa chọn dựa theo yêu cầu cung cấp điện của phụ tải.Nếu phụ tải loại I và loạiII thì cần đặt ít nhất 2 MBA ,với phụ tải loại III thì chỉ cần đặt 1 MBA Trong mọi trường hợp thì đặt 1 MBA là đơn giản nhất ,thuận lơij cho việc vận hành xong độ ti cậy thấp

3 : Dung lượng các máy biến áp được chon theo điều kiện:

nKhc*SdmB≥Stt

Được kiểm tra theo điều kiện saukhi sảy ra sự cố với một máy:

(n-1)*Khc*SdmB≥Sttsc

Trong đó: n Số MBA sử dungj trong nhóm

Khc Hệ số hiệu chỉnh Với MBA sản xuẩt tại VIỆT NAM lấy Khc=1 SdmB Công suất của MBA

Stt CÔng suất tính toán của phân xưởng

Sttsc Công suất tính toán của nhà máy khi xảy ra sự cố

Khi xảy ra sự cố với phụ tải loại I hoặc loại II ta có thể cắt bớt phụ tải loại III ra để giảm bớt công suất Do đó ta lấy Sttsc=0.7Stt

2.1:PHƯƠNG ÁN 1 :ĐẶT 7 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG ĐÓ:

*Trạm biến áp B1:Cấp điện cho phụ tải 0.4kV của phân xưởng luyện gang , và trạm bơm trạm bố trí 2 MBA làm việc song song

Ta chọn MBA có dung lượng 2500 kVA

Kiểm tra lại dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1MBA

Trang 21

Vậy dung lượng của MBA đã chọn là hợp lý

*Trạm biến áp B2 :Cấp điện cho phụ tải 0.4kV cho phân xưởng lò Mactin và phân xưởng cán phôi tấm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Ta chọn dung lượng của MBA là 2000 kVA

*Trạm biến áp B4 :Cấp điện cho phân xưởng cán nguội ,ban quản lý và phòng thí nghiệm ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Do khi xảy ra sự cố ta cắt bớt phụ tải loại III của phân xưởng cán nguội và toàn

bộ phụ tải của phòng thi nghiệm và ban quản lý

*Trạm biến áp B5 :Cấp điện cho phụ tải0.4kV cho phân xưởng tôn,phân xưởng sửa chữa cơ khí ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Trang 22

*Trạm biến áp B6 :Cấp điện cho phụ tải 3kV cho phân xưởng cán nóng,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

*Trạm biến áp B7 :Cấp điện cho phụ tải 3 kV cho phân xưởngluyện gang và trạm bơm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

2.2:PHƯƠNG ÁN 2:ĐẶT 6 TRẠM BIẾN ÁP,TRONG ĐÓ:

*Trạm biến áp B1:Cấp điện cho phụ tải 0.4kV của phân xưởng luyện gang và trạm bơm ,trạm bố trí 2 MBA làm việc song song

Trang 23

*Trạm biến áp B2 :Cấp điện cho phụ tải 0.4kV cho phân xưởng lò Mactin và phân xưởng cán phôi tấm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

*Trạm biến áp B4 :Cấp điện cho phân xưởng cán nguội ,ban quản lý và phòng thí nghiệm và phân xưởng tôn ,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

Do khi xảy ra sự cố ta cắt bớt phụ tải loại III của phân xưởng cán nguội và toàn

bộ phụ tải của phòng thi nghiệm và ban quản lý

Trang 24

*Trạm biến áp B5 :Cấp điện cho phụ tải 3kV cho phân xưởng cán nóng,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

n*Khc*SdmB≥Sttpx →SdmB≥ 2500 1250( )

*Trạm biến áp B6 :Cấp điện cho phụ tải 3 kV cho phân xưởngluyện gang và trạm bơm,trạm bố trí 2MBA làm việc song song

3.VỊ TRÍ ĐẶT CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng được chọn theo các tiêu chuẩn sau:

*Các trạm biến áp cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có một cạnh của trạm trùng với một cạnh của phân xưởng , như vậy có thể tiết kiệm được vốn xây dựng ít ành hưởng tới các công trình khác

*Các trạm biến áp cấp điện cho nhiều phân xưởng thì vị trí của trạm được xác định theo tâm phụ tải sao cho gần tâm phụ tải nhất,như vậy có thể đưa điện áp cao đến các phân xưởng tiêu thụ ,rút ngắn mạng phân phối hạ áp ,giảm chi phí kim loại dây dẫn ,và giảm tổn thất

*Với các trạm biến áp cấp điện cho nhiều phân xưởng ta lên dùng loại trạm biến

áp xây dựng độc lập ,đặt gần tâm phụ tải

*Tâm phụ tải được tính theo công thức sau:

Trang 25

Ta có bảng tậm phụ tải của các trạm biến áp:

Stt (kVA)

Tâm phụ tải R α

X (mm)

Y (mm)

4.PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

4.1:CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN

XƯỞNG

A>Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu

Đưa đường dây 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp phân xưởng.Vơí phương án này ta có thể giảm vốn đầu tư xây dưng trạm biến áp trung gian ,hay trạm phân phối trung tâm ,giảm được tổn thất ,nâng cao đọ truyền tải của mạng Nhưng nhược điểm của phương án này là đọ tin cậy cung cấp điện khôngcao ,thiết bị sử dụng có giá thành đắt ,vận hành phức tạp yêu cầu trình độ cao,nó chỉ phù hợp phân xưởng có phụ tải rất lớn và các phụ tải nằm gần nhau

Trong trường hợp này ta không sử dụng sơ đồ dẫn sâu

Trang 26

B>Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian

Nguồn điện 35 kV được đưa vào trạm biến áp trung gian được hạ điện áp xuống 10kV sau đó được đưa xuống các trạm biến áp phân xưởng.Như vậy ta sẽ giảm được vốn đầu tư cho mạng điện cao áp của nhà máy và các trạm biến áp phân xưởng ,vận hànhtin cậy Nhưng han chế là phải xây dượng trạm BATG gia tăng tổn thất trong mạng cao áp

Nếu sử dụng trạm biến áp trung gian ,do nhà máy là hộ tiêu thụ loại I nên cần chọn 2MBA với công suất thỏa mãn điều kiện sau:

Kiểm tra lai dung lượng của MBA khi xảy ra sự cố với 1 MBA

Giả thiết trong nhà máy có 30% phụ tải loại III khi xảy ra sự cố ta có thể cắt bớt phụ tải loại III ra do đó

C>Phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm(TPPTT)

Điện năng từ hệ thống cung cấp điện cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông qua trạm PPTT,Nhờ vậy mà việc quản lý vận hành mạng điện cao ap sẽ thuận lợi tổn thất trong mạng cao áp sẽ giảm ,độ tin cậy của cung cấp điện sẽ tăng ,song vốn đầu tư cho mạng sẽ lớn hơn Phương án này thường được sử dụng khi cung cấp điện có điện áp nguồn ≤35 kV,công suất các phân xương tương đối lớn

4.2 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN,TRẠM

PHÂN PHỐI TRUNG TÂM

Vị trí của trạm biến áp trung gian hay trạm phân phối trung tâm được chọn theo các tieu trí sau:

Càng gần tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất trên đường dây cao áp

Thuận lợi cho việc vận hành sửa chữa

Vị trí của trạm phải thuận lợi cho việc lắp đặt đảm bảo tính kinh tế

Vị trí đặt trạm biến áp trung gian ,trạm phân phối trung tâm được dựa trên cơ sở tâm phụ tải của nhà máy

Ta có tâm phụ tải của nhà máy

Si

=∑

∑Trong đó Si phụ tải tính toán toàn phân của phân xưởng thứ i

Xi ,Yi vị trí của phân xưởng thứ i

Trang 27

ở đây ta không xét tới tọa độ Z của phân xưởng vì phân xưởng đặt dưới đất

*

1243972 40.124797.8

4.3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CHO MẠNG ĐIỆN CAO ÁP

Do nhà máy thuộc hộ dùng điện loại I nên đường dây từ lưới điện tới TBATG (hay TPPTT) của nhà máy sẽ dùng dây lộ kép

Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên trong mạng cao áp ta sử dụng

sơ đồ hình tia ,lộ kép để truyền tải điện Sơ đồ này có ưu điểm là rõ ràng ,các trạm biến áp đều được cấp điện từ một đường dây riêng lên it ảnh hưởng tới nhau độ tin cậy của lưới tương đối cao dễ dàng vận hành và sửa chữa

Để đảm bảo mĩ quan và an toàn cho lưới điện cao áp của nhà máy được đặt trong các hào cáp xây dựng dọc các trục đường giao thông nội bộ của nhà máy

Từ trên ta có thể chọn 4 phương pháp sau

4.4 :TÍNH TOÁN KINH TẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

Để so sánh lựa chọn phương án hợp lý ta sử dụng hàm chi phí Z ,ở đây ta chỉ xét những phần khác nhau

Z=(avn +atc)*K +3I2max*R*τ*c →min

Trong đó

avh hệ số vận hành lấy avh=0.1

atc hệ số tiêu chuẩn lấy atc=0.2

K vốn đầu tư cho trạm biến áp và đường dây

Imax dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn

R điện trở của đường dây

τ thời gian tổn thất công suất lớn nhất

C giá tiền 1kWh tổn thất điện năng c=1000 đ/kWh

Trang 28

SƠ ĐỒ ĐI DÂY PHƯƠNG ÁN 1

Sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện áp 35 kV từ hệ thống sau đó hạ xuống điện áp 10 kV cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng Trong đó các trạm

B1,B2,B3,B4,B5 hạ từ điện áp 10kV xuống điện áp 0.4kV còn trạm biến áp

B6,B7 hạ từ điện áp 10kV xuống điện áp 3kV cấp điện cho các phân xưởng

1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định các tổn thất điện năng trong các trạm(∆A) :

Ta có kết quả chọn các máy biến áp phân xưởng

Un(%) Io(%) Số

máy

Đơn giá (106đ)

Thành tiền (106đ) TBATG 10000 35/10 14.4 63 8 0.6 2 700.8 1401.6 B1 2500 10/0.4 3.3 20.5 6 0.98 2 254.8 509.6 B2 2500 1./0.4 3.3 20.5 6 0.98 2 254.8 509.6 B3 2000 10/0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68B4 2000 10/0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68 B5 2000 10./0.4 2.7 18.4 6 0.9 2 203.84 407.68 B6 2000 10/3 2.72 17.6 6 0.8 2 230.96 461.92B7 2000 10/3 2.72 17.6 6 0.8 2 230.96 461.92

Tổng vốn đầu tư trạm biến áp Kb =4567.68*106 đ Xác định tổn thất điện năng trong các TBA

Tổn thất điện năng trong các TBA được xác định theo công thức :

Trang 29

n số máy biến áp ghép song song

t thời gian vận hành MBA với MBA vận hành suốt năm nên lấy t=8760 h

τ thời gian tổn thất công suất lớn nhất với τ=f( Tmax )

Theo công thức kinh nghiệm có

τ=(0.124+10-4*Tmax)*8760 h

∆Po ,∆Pn tổn thất công suất của MBA lúc không tải và lúc có tải

Stt công suất tính toán của TBA

Sdmb công suất định mức của MBA

tổng tổn thất điện năng trong các trạm biến áp ∑ ∆AB =1891910 kWh

2.Chọn dây dẫn ,xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện năng trong mạng điện

Trong mạng điện trung áp của nhà máy ,do khoảng cách từ trạm biến áp trung

gian (trạm phân phối trung tâm )tới các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên ta

chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt

*Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới trạm biến áp phân xưởng

Đối với nhà máy luyện kim đen do làm việc 3 ca ,thời gian sử dung công suất lớn nhất là 5500h ,cáp chọn là cáp lõi đồng

Tra bảng ta được Jkt=2,7 A/mm2

Tiết diện kinh té của cáp Fkt=Im ax

Jkt mm2Cáp từ TBATG tới các TBAPX là cáp lộ kép nên

Imax=

2* 3 *

Sttpx Udm

Trang 30

Căn cứ vào trị số của Fkt tính được ,tra bảng lựa chọn tiết diện dây dẫn chuẩn gần nhất

Kiểm tra tiết diện dây cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng

Khc*Icp≥ Isc

Trong đó

Isc Dòng điện xảy ra khi sự cố nghiêm trọng là đứt 1 cáp Isc=2Imax

Khc=K1*K2 hệ số hiệu chỉnh

K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1=1

K2 Hệ số hiệu chỉnh khi tính tới số đường dây cùng đặt chung trong cung một rãnh,các rãnh đều đặt 2 cáp ,khoảng cách giữa các sợi cáp là 300mm

Tra bảng phụ lục ta có K2=0.93

Do khoảng cách từ TBATG tới các TBAPX là ngắn nên ta không kiểm tra theo tổn thất điện áp

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B1

Dòng điện cực đại qua cáp

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng

0.93*Icp =0,93*330 =306.9≥ Isc=2*Imax=2*139.43=278.86

Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 120 mm2 →2XLPE(3×120)

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B2

Trang 31

0.93*Icp =0,93*300 =279≥ Isc=2*Imax=2*120.43=240.86

Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 95mm2 →2XLPE(3×95)

Trang 32

Tra bảng phụ lục chọn cáp tiêu chuẩn gần nhất là 50 mm2 ,cáp đồng 3 lõi ,cách điện XLPE do FURUKAWA sản suất với Icp =200A

0.93*Icp=0.93*200=186≥ 2*Isc=2*83.8=167.6

Trang 33

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Icp

>Cáp từ B5 tới phân xưởng tôn (dùng lộ kép)

Ta sử dụng mỗi pha 3 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết diện 300mm2 có Icp=565 A/cáp và

1 cáp hạ áp có tiết diện F=300mm2 làm dây trung tính ,khi đó K2=0.81 dây do hãng LENS chế tạo

Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án I

Đường cáp F(mm2) L

(m)

Ro (Ω/km)

R(Ω) Đơn giá

(103đ/m)

Thành tiền (103)TBATG-B1 2*(3×120) 135 0.196 0.013 300 81000 TBATG-B2 2*(3×95) 200 0.247 0.03 280 112000 TBATG-B3 2*(3×70) 45 0.342 0.007 250 22500TBATG-B4 2*(3×70) 225 0.342 0.04 250 112500 TBATG-B5 2*(3×50) 85 0.494 0.02 230 39100 TBATG-B6 2*(3×35) 50 0.524 0.01 84 8400 TBATG-B7 2*(3×95) 100 0.247 0.01 280 560000 B5—8 2*(9×300+300) 175 0.02 0.002 675 118125 B5—6 2*(9×800+800) 115 0.03 0.002 1800 414000

Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kd=1467625*103

Trang 34

*Xác định tổn thất công suất trên đường dây

*Xác định tổn thất điện năng trên đường dây

Tổn thất điện năng trên đường dây được tính theo công thức

∆Ad=∑ ∆P*τ (kWh)

Trong đó τ =(0.124+Tmax*10-4)*8760=(0.124+5500*10-4)*8760=3979

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

∆Ad=79.342 *3979=315702 kWh

3.Vốn đầu tư mua máy cắt trong mạng cao áp của nhà máy

*Mạng cao áp của nhà máy có điện áp 10kV từ trạm BATG tới 7 trạmBAPX Trạm BATG có 2 phân đoạn thanh góp nhận điện từ 2 MBA trung gian

*Với 7 TBA phân xưởng ,mỗi trạm có 2 MBA nhận điện trực tiếp từ TBATG qua máy cắ điện đặt ở đầu đường dây

Vậy trong mạng cao áp của nhà máy ta sử dụng 14 máy cắt với cấp điện áp 10kV tại các trạm BAPX cộng thêm 1 máy cắt tại phân đoạn thanh của trạm BATG và

2 máy cắt phía hạ áp của trạm này( máy cắt cho máy biến áp đo lường) Vậy tổng cộng ta phải sử dụng 17 máy cắt

*Vốn đầu tư mua máy cắt là

Kmc=n*M

N số lượng máy cắt

M giá 1 máy cắt M=12000 USD

Tỉ giá hiện thời 1USD =15950 đ

Kmc=17*12000*15950=3263.8*106 đ

Trang 35

4.Tổng chi phí tính toán cho phương án I

* Để so sánh với các phương án với nhau khi tính toán vốn đầu tư xây dựng trạm

ta chi tính đến giá thành cáp ,MBA ,máy cắt điện khác nhau giữa các phương án K=Kb +Kd+Kmc

Các thành phần giống nhau được bỏ qua

*Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất trong MBA và tổn thất tại dây dẫn ∆A=∆Ab+∆Ad

*Chi phí tính toán Zi của phương án I

-Vốn đầu tư

K1= Kb +Kd+Kmc=4567.68*106 +1467.625*106 +3263.8*106=9299.1*106 đ -tổng tổn thất điện năng trong TBA và trên đường dây

B3 B5 TPPTT B6 B1

B4

B2

SƠ ĐỒ ĐI DÂY PHƯƠNG ÁN 2

Sử dụng trạm biến áp trung gian nhận điện áp 35 kV từ hệ thống sau đó hạ xuống điện áp 10 kV cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng Trong đó các trạm B1,B2,B3,B4, hạ từ điện áp 10kV xuống điện áp 0.4kV còn trạm biến áp B5,B6

hạ từ điện áp 10kV xuống điện áp 3kV cấp điện cho các phân xưởng

Trang 36

1.Chọn máy biến áp phân xưởng và xác định các tổn thất điện năng trong

U n (%)

I o (%)

Số máy

Đơn giá (106đ)

Thành tiền (106đ)

Tổng vốn đầu tư trạm biến áp Kb =4544.64*10 6 đ

Xác định tổn thất điện năng trong các TBA

Tổn thất điện năng trong các TBA được xác định theo công thức :

∆A=n*∆Po* t +1* Pn* Stt *t

Trong đó

n số máy biến áp ghép song song

t thời gian vận hành MBA với MBA vận hành suốt năm nên lấy t=8760 h

τ thời gian tổn thất công suất lớn nhất với τ=f( Tmax )

Theo công thức kinh nghiệm có

τ=(0.124+10-4*Tmax)*8760 h

∆Po ,∆Pn tổn thất công suất của MBA lúc không tải và lúc có tải

Stt công suất tính toán của TBA

Sdmb công suất định mức của MBA

Trang 37

2.Chọn dây dẫn ,xác định tổn thất công suất ,tổn thất điện năng trong mạng điện

Trong mạng điện trung áp của nhà máy ,do khoảng cách từ trạm biến áp trung gian (trạm phân phối trung tâm )tới các trạm biến áp phân xưởng là ngắn nên ta chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt

*Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới trạm biến áp phân xưởng

Đối với nhà máy luyện kim đen do làm việc 3 ca ,thời gian sử dung công suất lớn nhất là 5500h ,cáp chọn là cáp lõi đồng

Tra bảng ta được Jkt=2,7 A/mm2

Tiết diện kinh té của cáp Fkt=Im ax

Jkt mm2Cáp từ TBATG tới các TBAPX là cáp lộ kép nên

Imax=

2* 3 *

Sttpx Udm

Căn cứ vào trị số của Fkt tính được ,tra bảng lựa chọn tiết diện dây dẫn chuẩn gần nhất

Kiểm tra tiết diện dây cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng

Khc*Icp≥ Isc

Trong đó

Isc Dòng điện xảy ra khi sự cố nghiêm trọng là đứt 1 cáp Isc=2Imax

Khc=K1*K2 hệ số hiệu chỉnh

K1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy K1=1

K2 Hệ số hiệu chỉnh khi tính tới số đường dây cùng đặt chung trong cung một rãnh,các rãnh đều đặt 2 cáp ,khoảng cách giữa các sợi cáp là 300mm

Tra bảng phụ lục ta có K2=0.93

Do khoảng cách từ TBATG tới các TBAPX là ngắn nên ta không kiểm tra theo tổn thất điện áp

> Chọn cáp từ TBATG tới TBAPX B1

Trang 38

Vậy chọn cáp XLPE có tiết diện 95mm2 →2XLPE(3×95)

0.93*Icp=0.93*200=186≤ Isc =2*Imax=2*114.45=228.9

Do cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiện phát nóng nên ta tăng kích thước của cáp lên 95 mm2 có Icp=290 A

0.93*Icp =0,93*290 =269.7≥ Isc=2*Imax=2*114.45=228.9

Trang 39

Trang 40

Với phương án 2

Ta xét đoạn cáp từ TBAPX B4 tới các phân xưởng tôn,

Đoạn cáp từ TBAB3 tới phân xưởng sửa chữa cơ khí

Cáp hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép Icp

>Cáp từ B4 tới phân xưởng tôn (dùng lộ kép)

Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện bằng PVC do hãng LENS chế tạo có kích

thước (3*150+70) với Icp=300A

Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của phương án 2

2*(3×150+70) 115 0.124 0.007 300 69000 B4—6 2*(9×800+800) 80 0.03 0.001 1800 288000

Tổng vốn đầu tư cho đường dây : Kd=828600*103

*Xác định tổn thất công suất trên đường dây

∆P=P2 2Q2*R S22*R k( )W

Trong đó

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	0,94 MB