thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của cácthiết bị đẻ từ đó vạch ra phơng án cung cấp điện cho tong thiết bị cũng nh cho cácphân xởng trong nhà máy .Đánh

Lời nói đầu

Ngày nay đối với bất kì một quốc gia nào , với bất kì một nền kinh tế nào muốn phát triển không thể thiếu đợc sự đóng góp của điện năng Vì vậy điện năng và hệ thống cung cấp điện năng đợc coi là một trong các cơ sở hạ tầng

có tính tiên quyết trong sự phát triển kinh tế , xã hội và mọi mặt của cuộc sống

Thiết kế cung cấp điện nhằm tối u hóa hệ thống để sử dụng điện năng một cách hiệu quả nhất , kinh tế nhất cũng nh an toàn nhất

Sau quá trình học tập , tìm hiểu và sự hớng dẫn chỉ bảo của giảng viên Tiến

sĩ Phan Đăng Khải em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp Nội dung mà đề àt đồ

án đề cập đến là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng

Nội dung chính mà đề tài thiết kế sẽ đề cập đến bao gồm :

• Phần I : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng

- Giới thiệu chung về nhà máy đờng

- Xác định phụ tải tính toán của nhà máy

- Vạch và lựa chọn phơng án cung cấp điện cho nhà máy.

- Thiết kế lới điện cao cáp cho nhà máy.

- Thiết kế lới điện hạ áp cho Phân xởng Sửa chữa cơ khí.

- Tính toán công suất bù cho nhà máy.

- Thiết kế chiếu sáng cho Phân xởng Sửa chữa cơ khí

- Tính toán nối đất cho các Trạm biến áp Phân xởng.

• Phần II : Thiết kế đờng dây trên không và trạm biến áp

- Thiết kế đờng dây từ trạm trung gian về nhà máy

- Thiết kế trạm biến áp kho củ cải đờng (T1).

Mặc dù vậy đồ án vẫn còn rất nhiều thiếu xót , em rất mong đợc sự thông cảm của các thầy , em xin chân thành cảm ơn

3

-Chơng I : Giới thiệu chung về nhà máy đờng I.Loại nghành nghề , qui mô năng lực của nhà máy

1.Loại nghành nghề

Nớc ta là một nớc nông nghiệp vì vậy các nhà máy chế biến nông sản nói chung

và nhà máy đờng nói riênglà một mắt xích hết sức quan trọng giúp phát triểnnghành kinh tế đất nớc

Vì vậy cần quan tâm phát triển các nhà máy này và một trong số đó là u tiêncung cấp điện và đảm bảo chất lợng điện năng cho nhà máy

2 Qui mô và năng lực của nhà máy.

Nhà máy bap gồm ba phân xởng, một bộ phận ,ba kho chứa , một trạm bơm và

2 PX.Thái và nấu củ cải đờng 700 3825

Để qui trì nh sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chấtlợng điện năng và đ ộ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân x-ởng quan trọng trong xí nghiệp

III.Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.

1.Các đặc điểm của phụ tải điện.

Phụ tải điện trong nhà máy có thể phân ra hai loại phụ tải :

+ Phụ tải động lực

+ Phụ tải chiếu sáng

- Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn , điện áp yêu cầu trực tiếp

đến thiết bị với độ chênh lệch điện áp cho phép ∆Ucf=±5%Uđm Công suất của

5

-chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục KW , và làm việc với tần số f=50Hz.

- Phụ tải chiếu sáng thờng là phụ tải một pha, công suất không lớn Phụ tảichiếu sáng bằng phẳng ít thay đổi và thờng dùng điện áp pha tần số f=50Hz Độlệch điện áp cho phép ∆Ucf = ± 2.5%Uđm

2.Các yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy.

Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của cácthiết bị đẻ từ đó vạch ra phơng án cung cấp điện cho tong thiết bị cũng nh cho cácphân xởng trong nhà máy Đánh giá tổng thể toàn nhà mấy ta they nhà máy thuộcphụ tải loại II ,vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo liên tục nh hộ loại I

Chơng II Xác định phụ tải tính toán các

Phân xởng và toàn nhà máy I.Xác định phụ tải tính toán cho Phân xởng Sửa chữ cơ khí

1 Giới thiệu các phong pháp tính phụ tải tính toán.

1.1.Khái niệm về phụ tải tính toán.

- Phụ tải tính toán là phụ tải không có thực, nó cần thiét cho việc chọn cáctrang thiết bị cung cấp điện trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống cungcấp điện Trong thực tế vận hành ở chế dài hạn ngờ ta muốn rằng phụ tải thực tếkhông gây ra những phát nóng các trang thiết bị (dây dẫn , máy biến áp , thiết

bị đóng cắt v.v.).Ngoài ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó không đợc gây tác độngcho các thiết bị bảo vệ (ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầuchì hoặc các thiết bị bảo vệ khác không đợc cắt)

Nh vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tơng đơng với phụ tảithực tế về một vài phơng diện nào đó Trong thực tế thiết kế ngời ta thờng quantâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất , vì vậytồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định : phụ tảI tính toán theo

điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất

6

Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết lâu dài , không

đổi tơng đơng với phụ tải thực tế , biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất

- Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất (thờng gọi là phụ tải đỉnh nhọn) làphụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây ,chúng cha gây ra các tổn thất về nhiệt nhng lại gây ra các tổn thất và có thể làmnhẩy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì

Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất hiện khi khởi động các động cơhoặc khi đóng cát các thiết bị có điện khác

1.2.Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi sử dụng 1.2.1.Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Knc : Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc

trng tra trong tài liệu tra cứu

*Phơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có u điểm là đơn giảnthuận tiện Nhợc điểm chủ yếu của phơng pháp này là kém chính xác , bởi vì hệ

số nhu cầu Knc tra đợc trong sổ tay là một số liệu cố định cho trớc , không phụthuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm

1.2.2.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một

đơn vị diện tích sản xuất.

Theo phơng pháp này : Ptt = P0.F

Trong đó : - P0 : là xuất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản

xuất (W/m 2 )(Tra trong sổ tay)

- F : là diện tích sản xuất (m 2 )

*Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng

đều trên diện tich sản xuất , nên nó đợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ

T

M a

-Tmax – Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, [h].

1.2.4.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình

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

nhq - Số thiết bị dùng điện hiệu quả là số thiết bị giả thiét cócùng công suất và chế độ làm việc , chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tảitính toán cuả nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc

i

P

1 2 2

2 Khi m > 3 và ksd < 0.2 thì nhq đợc xác định theo trình tự sau :

+ Tính n1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc gần bằng 0.5 công suấtmax

+ Tính P1 : tổng công suất của n1 thiết bị kể trên

Trong đó P là tổng công suất của các thiết bị trong nhóm

Dựa vào n∗ , P∗ tra bảng xác định đợc nhq* = (n*,P*)

Tính nhq = nhq*.n ;

∗ Chú ý :nếu trong nhóm có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết

bị cho ba pha của mạng, trớc khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụtải 1 pha về phụ tải 3 pha tơng đơng:

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: Pqđ = 3 Ppha max

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây: Pqđ = 3 Ppha max

8

Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lạithì phải quy đổi về chế độ dài hạn trớc khi xác định nhq theo công thức:

Pqđ = εdm% Pđm

Trong đó: εđm % – Hệ số đóng điện tơng đối phần trăm, cho trong lý lịchmáy

1.2.5 Phơng pháp xác định phụ tả tính toán theo hệ số hình dáng của đồ

thị phụ tải và công suất trung bình:

t

∫

0)(

=

t A

A : điện năng tiêu thụ của 1 nhóm hộ tiêu thụ

trong khoảng thời gian T

1.2.6.Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình

1.2.7.Xác định phụ tải đỉnh nhọn các nhóm thiết bị

Theo phơng pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi

thiết bị có dòng khởi động lớn nhấtmở máy còn các thiết bị khác trongnhóm đang làm việc bình thờng và đợc tính theo công thức sau

Iđm=Ikđ max + ( Itt – ksd.Iđm max)

Trong đó : - Ikđ max : là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi

động lớn nhất trong nhóm này

- Itt : là dòng đIện tính toán của nhóm này

- ksd : là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động

2 Phân loại và phân nhóm phụ tại trong phân xởng sủa chữa cơ khí

- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn

- Để phân nhóm phụ tải ta làm theo nguyên tắc sau :

+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng 1 chế độlàm việc

+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau , trống trồng chéodây dẫn

+ Công suất trung bình trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh lệchgiữa các nhóm

9

+ Sè thiÕt bÞ trong nhãm nªn cã mét gií h¹n

C¨n cø vµo vÞ trÝ , c«ng suÊt cña c¸c m¸y c«ng cô bè trÝ trªn mÆt b»ng ph©n xëng

3.1.Giới thiệu phơng pháp sử dụng

Với Phân xởng sửa chữa cơ khí đề thiết kế đẫ cho các thông tinkhá chi tiết vềphụ tải vì vậy để có kết quả chính xác ta chọn phơng pháp “ Tính phụ tải tính toántheo công suất trung bình và hệ số cực đại”

3.2.Tính phụ tải tính toán cho nhóm I :

Bảng 2.2 - Bảng số liệu nhóm I

Stt Tên thiết bị Kí hiệu Số lợng Công suất đặt (kW)

Iđm(A) 1máy Toàn bộ

Công suất của thiết bị có công suất lớn nhất Pđm max= 14 (kW)

Tra bảng phụ lục I-1 (Thiết kế cấp điện )(TKCĐ) ta có :

ksd=0,16 (các thiết bị trong nhóm đều là máy công cụ)

Số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq = nhq ∗ n = 0,69 19 = 13,11

Tra bảng PL1.6 ( TKCĐ ) với ksd = 0,16 và nhq = 13,11 tìm đợc kmax = 1,85

Phụ tải tính toán của nhóm I:

Ptt = kmax ksd ∑

=

n

i dmi

Số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq = nhq ∗ n = 0,69 18 = 12

Tra bảng PL1.6 ( TKCĐ ) với ksd = 0,16 và nhq = 12 ta tìm đợc kmax = 1,96

Phụ tải tính toán nhóm II:

3.4 Tính toán cho nhóm III

Bảng 2.4 –Bảng số liệu nhóm III

STT Tên thiết bị Kí

hiệu Số lợng Công suất đặt(kW) 1 máy Tổng Iđm (A)

1 Lò điện kiểu buồng 31 1 30,0 30,0 50,64

-Bảng 2.5 -Bảng số liệu nhóm IV

STT Tên thiết bị Kí

hiệu Số lợng Công suất đặt (kW) 1 máy Tổng Iđm(kW)

1 Máy tiện ren 43 2 10,0 2.10,0 2 25,32

-Tổng nhóm IV 26 87 224,69

Trong nhóm IV ta có :

n = 26 ; ∑Pđm= 87 (kW)

Hệ số sử dụng và cosφ của nhóm IV đợc xác định theo công thức :

Ksd= (∑ksdiPđmi)/∑Pđmi ; cosφ = (∑cosφi.Pđmi)/∑Pđmi

4.Tính toán phụ tải cho Phân xởng sủă chữa cơ khí

4.1.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xởng SCCK:

Phụ tải chiếu sáng của phân xởng đợc xác định theo phơng pháp suất chiếusáng trên 1 đơn vị diện tích:

Pcs = p0 FTrong đó:

p0 – Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2]

F – Diện tích đợc chiếu sáng [m2]Trong phân xởng SCCK hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra bảngPL1.2 (TKCĐ) ta tìm đợc p0 = 14 [W/m2]

Phụ tải chiếu sáng của phân xởng:

17

-Pcs = p0 F = 14 975 = 13,65 (kW)

Qcs = Pcs tgϕcs = 0 ( đèn sợi đốt cosϕcs = 1)

4.2 Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xởng:

Phụ tải tác dụng của phân xởng:

kđt – Hệ số đồng thời của toàn phân xởng, lấy kđt = 0,8

Phụ tải phản kháng toàn phân xởng:

Phụ tải toàn phần của phân xởng kể cả chiếu sáng:

Sttpx = ( )2 2

px cs

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

sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

1 Phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Theo phơng pháp này phụ tải tính toán của phân xởng đợc xác định theo cácbiểu thức:

Ptt = knc ∑

=

n

i di

-Trong đó:

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 cosϕ của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau khôngnhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán:

Cosϕtb =

n

n n

P P

P

P P

P

+++

+++

cos

cos.cos

2 1

2 2 1

2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng:

2.1.Kho củ cải đờng:

Tra bảng PL1.2 (TKCĐ) ta tìm đợc suất chiếu sáng p0 = 10 (W/m2)

∗ Công suất tính toán chiếu sáng:

Bảng 2.6 – Phụ tải tính toán của các phân xởng

Tên phân xởng PĐ

(k W)

KNC Cosϕ P0

2

m W

PĐL (kW) (kW) PCS (kW) PTT (kVAr) QTT (kVA) STT

Kho củ cải đờng 350 0,7 0,8 10 245 85,5 330,5 183,75 378,15

-PX Tinh chế 750 O,7 0,8 10 525 22,5 547,5 393,75 647,39Kho Thành phẩm 150 0,7 0,8 10 105 42,5 147,5 78,75 67,21

5 37,71 213,11Trạm bơm 600 0,5 0,6 14 300 16,8 316,8 399 509,47Nhà máy nhiệt

Kho than 350 0,7 0,8 16 245 108 353 183,75 397,76

∑Ptt=2907,33 (kW) ; ∑Qtt=1932,96 (KVAr)

3.Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy

∗ Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

Pttnm= kđt ∑

=

9 1

i tti

Ta sử dụng công thức sau :

SNM (t) = Sttnm.(1 + α t)

Trong đó : SNM (t) : là phụ tải tính toán của nhà máy sau t năm

Sttnm : là phụ tải tính toán của nhà máy tại thời điểm

hiện tại

α : là hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại

t : là thời gian để đánh gía sự phát triển của phụ tải

Tra bảng hệ số phát triển phụ tải ta có :

-II Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải:

1 Tâm phụ tải điện:

Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cựctiểu ∑n P l i

1

→ min

Trong đó:

Pi và li – 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:

X0 =

∑

∑

n i

n i i

S

x S

n i i

S

y S

n i i

S

z S

1 1

Trong đó:

X0 ; Y0 ; Y0 – toạ độ của tâm phụ tải điện

xi; yi ; zi – toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ XYZ tuỳ chọn

Si – Công suất của phụ tải thứ i

Trong thực tế thờng ít quan tâm đến toạ độ z Tâm phụ tải điện là vị trí tốtnhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm mục

đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lới điện

Thay số vào tính ta đợc toạ độ tâm phụ tải điện :

X0= 63 ; Y0=16

2 Biểu đồ phụ tải điện:

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùnh vớitâm của phụ tải điện, có diện tích tơng ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xíchnào đó tuỳ chọn Biểu đồ phụ tải cho phép ngời thiết kế hình dung đợc sự phân bốphụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phơng án cungcấp điện Biểu đồ phụ tải đợc chia thánh 2 phần: phần phụ tải động lực ( phần hìnhquạt gạch chéo ) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng )

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

x-Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i đợc xác định qua biểuthức:

Kết quả tính toán Ri và αcsi của biểu đồ phụ tải các phân xởng đợc ghi trongbảng 2.7

Bảng 2.7 – Kết quả xác định R i và αcsi cho các phân xởng

25

T Tên phân xởng (kW) PCS (kW) PTT (kVA) STT Tâm phụ tải (mm) R αcs 0

X (mm) (mm) Y

1 Kho củ cải đờng 85,5 330,5 378,95 30 5 6,33 93,11

2 P/x Thái và nấu củ cải

Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế

và kỹ thuật của hệ thống Một sơ đồ cung cấp điện đợc coi là hợp lý phải thoả mãn

những yêu cầu cơ bản sau :

1 Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

2 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

3 Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

4 An toàn cho ngời và thiết bị

5 Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trởng của phụ tải điện

6 Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế

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

1 Vạch các phơng án cung cấp điện

2 Lựa chọn vị trí, số lợng, dung lợng của các trạm biến áp và lựa chọn

chủng loại, tiết diện các đờng dây cho các phơng án

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

4 Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn

2 Vạch các phơng án cung cấp điện:

2.1.Chọn cấp điện áp truyền tải

Trớc khi vạch ra các phơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho

đ-ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp

điện áp truyền tải:

26

-U = 4,34 l+0,016.P [kV]

Trong đó:

P - Công suất tính toán của nhà máy [MW]

l - Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy [km]

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

U = 4,34 15+0,016.3,74962 = 16,84 [kV]

Vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho trạm biến áp la 35 (kV)

2.2.Phân loại phụ tải nhà máy.

- Phụ tải loại II gồm :

+ Phân xởng tinh chế ( 647,39 KVA )

+ Bộ phận cô đặc ( 522,66 KVA )

+ Phân xởng thái và nấu củ cải đờng ( 643,51 KVA )

+ Trạm bơm ( 509,47 KVA )

+ Nhà máy nhiêt điện (85,5 KVA )

- Phụ tải loại III gồm :

+ Phân xởng Sửa chữa cơ khí (213,11 KVA )

+ Kho than (397,9 KVA )

+ Kho củ cải (378,15 KVA )

+ Kho thành phẩm (167,21 KVA )

Nh vậy phụ tảI loại II chiếm khoảng 60%

Trong các phân xởng phụ tải loại II cũng chiếm khoảng 60%

2.3.Giới thiệu các kiểu sơ đò cung cấp điện cho nhà máy

HV 3.1

+ a ; Dùng điện áp cao cấp đến tận các trạm biến áp phân xởng Trong xí nghiệp

sẽ không cần dùng một trạm biến trung tâm nào Kiểu sơ đồ này dùng cho các xí nghiệp có công suất lớn và phụ tảI không tập chung

27

+ Các sơ đồ b và d cung cấp cho nhà máy cần 2 cấp điện áp

+ Sơ đồ c dùng cho xí nghiệp ở gần hệ thống Trong nhà máy có 1 trạm biến áp trung tâm cấp điện áp đến các trạm biến phân xởng

2.3.Sơ bộ phân tích và chọn sơ đồ phù hợp

Căn cứ vào địa hình và việc bố trí các công trình khác cụ thể trong nhà máy ta

chọn sơ đồ c làm sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy

Vị trí của trạm biến áp trung tâm

M (63;16)

Vị trí các trạm biến áp phân xởng : để tránh làm cản trở việc sản xuất bên trong phân xởng và đẻ phòng cháy nổ dẽ dàng thuận tiện ta chọn vị trí trạm biến áp ở liền kề các phân xởng

2.4.Các phơng án về các trạm biến áp phân xởng:

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

1 Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện choviệc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp; an toàn và kinh tế

2 Số lợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA đợc lựa chọn căn cứ vàoyêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làmviệc của phụ tải Trong mọi trờng hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợicho việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao Các TBA cung cấpcho hộ loạ I và loại II chỉ nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA

3 Dung lợng các MBA đợc chọn theo điều kiện:

n khc SđmB≥ Stt

và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA ( trong trạm có nhiều hơn 1 MBA ):

(n-1) khc kqt SđmB≥ Sttsc

Trong đó:

n - Số máy biến áp có trong TBA

khc - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng, ta chọn loại máy biến

áp chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc= 1

kqt - Hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,3 nếu thoả mãn điều kiện MBA vậnhành quá tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm khôngvợt quá 6h và trớc khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93

Sttsc - Công suất tính toán sự cố Khi sự cố một MBA có thể loại bỏmột số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lợng của các MBA, nhờ vậy cóthể giảm nhẹ đợc vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình th-ờng Giả thiết trong các hộ loại II có 40% là phụ tải loại III nên Sttsc = 0,6 Stt

4.2.Chọn máy biến áp cho trạm biến áp trung tâm của nhà máy

Nhà máy đợc xếp vào hộ loại II với phụ tính toán có kể đến sự phát triểntrong 5 năm là S = 3749,62 (kVA) Vì vậy trạm biến áp trung tâm đợc đặt 2 máybiến áp và chọn theo công thức

2.4.3.Chän MBA cho c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n xëng

Nguyªn t¾c chän c¸c MBA ph©n xëng t¬ng tù nh chän MBA cho tr¹m biÕn ¸p

-Nguồn đến

+ Phong án 3 :

30

-Nguồn đến

+ Phơng án 4 :

31

-3.2.Bảng tính toán số lợng và dung lợng MBA cho các phơng án

STT Tên phân xởng Stt

(KVA) Số máy SđmB (KVA) Tên trạm Công suất tính toán của trạm (KVA)

1 Kho củ cải đờng 378,15 1 400 T1 378,15

2 PX.Thái và nấu củ cải

- Trạm biến áp trung tâm của nhà máy đợc lấy từ trạm biến áp trung gian cách

nhà máy 15 km bằng đòng dây trên không có chủng loại dây là dây nhôm lõi

thép treo trên cột bê tông ly tâm

- Từ trạm biến áp trung tâm đến các TBA phân xởng đợc dùng cáp ngầm Đối

với phân xởng là hộ loại II dùng cáp đôi và loại III dùng cáp đơn

4.1.Chọn dây dẫn td trạm biến áp trung gian về trạm biến áp trung tâm

của nhà máy

32

Dây dẫn đợc chọn theo điều kiện Jkt

- Nhà máy đờng có Tmax = 5000 (h) ( PL1.4 TKCĐ)

- Tra bảng 5-3 (Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp) ta đợc

Trong đó :

Ilvmax : là dòng làm việc lớn nhất

kqt : là hệ số quá sự cố của trạm biến áp ( kqt=1,3)

Stt : là công suất tính toán của trạm biến áp

Trong đó : Fkt : là tiết diện theo điều kiện kinh tế (mm2)

Jkt : là mật độ dòng điện kinh tế ( A/mm2)

Từ Fkt tra bảng các thông số dây dẫn trong các tài liệu sẽ đợc (FTC) tiết diệntiêu chuẩn

Sau đó sẽ đợc kiểm tra điêù kiện phát nóng

Isc = 1,3 Ilvmax ≤Icp

- Tính tiết diện dây cho TBA trung tâm : thay số vao công thức ta đợc

Iđm=

35.3

62,3749

= 61,65 (A)

Ta có FKT = 1,1

65,61

,0.15.864,

= 463,13 V ∆U = 463,13 < ∆UCP = 5%.Uđm = 1750 (V )

Nh vậy dây ta chọn đạt yêu cầu

4.2.Chọn sơ bộ cáp cao áp cho các phơng án

4.2.1.Chọn cáp cao áp cho phơng án 1 :

+ Tiết diện cáp cao áp đợc chọn theo điều kiện Jkt

33

+ Đờng dây cáp từ TBA trung tâm về TBA phân xởng là cáp 3 lõi đồng cách

điện XLPE – 10KV có đai thếp vỏ PVC tra bảng 5-3 “Thiết kế Nhà máy điện

15,378

= 23,09 (A)

FKT=

5,2

09,23

= 9,24 (mm2)Tra bảng PL.V.16 “TKCĐ” chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn là 16 mm2

Có Icp = 110 (A)

Isc = 1,4.Ilvđm =1,4.23,09=31,33 < Icp = 110 (A)

Vậy cáp đã chọn đạt tiêu chuẩn

Chọn cáp từ TBA trung tâm về các trạm biến áp phân xởng khác xung tơng

tự

Riêng đối với cáp đôI khi kiểm trac dòng đIện sự cố ta sử dụng công thức sau :

ISC < I’CP = k1.k2.Icp

Với k1 = 1 vì dòng điện Icp đợc qui định với cáp chôn dới đất ở 25 0 C

k2 = 0,9 (tra bảng phụ luc VII sách thiết “TK.NMĐ và TBA” )

4.2.3.Chọn cáp cao áp cho các Phơng án còn lại

34

-Trạm BATT-T6 18,19 99 XLPE-10KV (3.16).2 175Trạm BATT-T7 23,09 110 XLPE-10KV (3.16).1 300

Tên đờng cáp

IlvmaxI(A) (A)I’cp Loại cáp Tiết diện(mm2) Chiều dài(m)

Trạm BATT-T1 23,09 110 XLPE-10KV (3.16).1 85

Trạm BATT-T2 41,28 126 XLPE-10KV (3.25).1 10Trạm BAT2-T3 18,19 99 XLPE-10KV (3.16).2 65Trạm BATT-T4 28,87 99 XLPE-10KV (3.16).2 140Trạm BATT-T5 14,43 110 XLPE-10KV (3.16).1 150Trạm BATT-T6 41,82 126 XLPE-10KV (3.25).2 175Trạm BAT6-T7 23,09 110 XLPE-10KV (3.16).1 150

IttPX : là dòng điện tính toán của phân xởng (A)

k1 , k2 : là hệ số hiệu chỉnh theo môi trờngđặt cáp và số cáp đi song song , ở đây cáp đi ngầm dới đất và là cáp đơn lên k1=k2=1

Icp : là dòng diện cho phép của cáp đợc chọn (A)

35

Vì cáp đợc chọn cho cấp điện áp là 0,4 KV đi từ TBA Phân xởng đến các Phân xởng nên đợc bảo vệ bằng aptômát Do đó khi chọn cáp xong ta phải kiểm tra lại theo các điều kiện sau

K : là hệ số phụ thuộc điều kiện và quản lí mạng

điện Song vì chỉ chọn sơ bộ nên ta coi điều trên đã thỏa mãn và kiểm tra lại sau

5,85

=129,9 (A) Theo PL.V.13 “TKCĐ” chọn loại cáp 4 lõi bằng đồng cách điện PVC dohãng Lens sản xuất có tiết diện 4.25 mm2 với Icp = 144 (A)

Tên đờng cáp IttPX(A) Mã hiệu cáp và tiêu

diện ICP (A) Chiềudài (m) r(0Ω/km)

T4 – PX5 254,05 4G - 95 301 10 0,193

5.Tính tổn thất điện áp cho các phơng án

- Các phơng án cấp điện cho các TBA phân xởng đều đi theo hình tia từ TBA trung tâm về Phân xởng cho nên tổn thất điện áp lớn nhất ∆Umax đợc xác định theo công thức :

Trong đó ∆Umax % : là tổn thất điện áp lớn nhất của Phơng án

i thuộc tập j , tổng tổn thất trên các nhánh có liên hệ với nguồn Các công thức ∆U đợc xác định theo công thức :

36

∆Ui%= . 2 . .100

Udm

Xi Qi Ri

Pi +

Trong đó : Ri ,Xi là điện trở và điện kháng của đờng cáp thứ i ( Ω)

Uđm là điện áp định mức của lới điện (kV)

Pi , Qi là công suất tác dụng và phản kháng tính toán của TBA phân

- Đối với các TBA phân xởng chung của nhiều Phân xởng thì caanf phải tính

tổn thất điện áp phía hạ thé từ TBA Phân xởng theo công thức :

∆U% = 2. .100

U

R Pttpx

Trong đó PttPX : là công suất tính toán của Phân xởng (W)

R : là điện trở của dây cáp hạ áp (Ω)

U : là điện áp định mức của lới điện hạ áp (V)

Ta bỏ qua điện kháng của cáp vì nó rất nhỏ

5.1.Tính toán tổn thất điện áp cho Phơng án I

5.1.1.Tổn thất điện áp trên đờng dây cao áp từ TBA.TT về TBA.T1.

)

113,0.86,28315,1.52,302.(

085,

=0,032%

5.1.2.Tổn thất điện áp trên các đờng cáp cao áp khác

Tính tơng tự cho đờng cáp TBA.TT-T1 ta có bảng kết quả sau :

10K1V(3.16) 1,15 0,113 0,085 0,032TBA.TT-T2 643,51 0,8 2.XLPE-

10K1V(3.35) 0,524 0,095 0,010 0.002TBA.T2-T3 522,66 0,8 2.XLPE-

10K1V(3.25) 0,727 0,099 0,065 0.011TBA.T3-T4 814,66 0,8 2.XLPE-

10K1V(3.16) 1,15 0,133 0,065 0.027TBA.TT-T6 594,97 0,87 2.XLPE-

10K1V(3.25) 0,727 0,099 0,175 0.072TBA.T6-T5 213,11 0,76 1.XLPE- 1.15 0,133 0,125 0.026

37

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,085 0,032TBA.TT-T2 643,51 0,8 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,010 0.0032TBA.TT-T3 522,66 0,8 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,075 0.020TBA.TT-T4 814,66 0,8 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,133 0,140 0.057TBA.TT-T5 213, 11 0,76 1.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,150 0.016TBA.TT-T6 594,97 0,87 2.XLPE-

10KV(3.25) 0,727 0,099 0,175 0.072

TBA.T6-T7

397,96 0,7

1.XLPE-10KV(3.16) 1.15 0,133 0,150 0.055

5.2.2.Tổn thất phía cao của Phơng án III

Tên đờng cáp SttT Cosϕ Mã hiệu và tiết r0 x0 L ∆U%

38

-(kVA) diện cáp (mm2) (Ω/km) (Ω/km) (km)TBA.TT-T1 378,15 0,8 1.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,085 0,032TBA.TT-T2 643,51 0,8 2.XLPE-

10KV(3.35) 0,524 0,095 0,010 0.002TBA.T2-T3 522,66 0,8 2.XLPE-

10KV(3.25) 0,727 0,099 0,065 0.011TBA.T3-T4 814,66 0,8 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,133 0,065 0.027TBA.TT-T5 213, 11 0,76 1.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,150 0.016TBA.TT-T6 594,97 0,87 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,085 0,032TBA.TT-T2 643,51 0,8 2.XLPE-

10KV(3.25) 0,727 0,099 0,010 0.002TBA.T2-T3 522,66 0,8 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,065 0.017TBA.TT-T4 814,66 0,8 2.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,133 0,140 0.057TBA.TT-T5 213, 11 0,76 1.XLPE-

10KV(3.16) 1,15 0,113 0,150 0.016TBA.TT-T6 594,97 0,87 2.XLPE-

10KV(3.25) 0,727 0,099 0,175 0.072

TBA.T6-T7 397,96 0,7 1.XLPE-10KV(3.16) 1.15 0,133 0,150 0.055

5.2.4.Tổn thất phía hạ áp của các phong án

Giống nh phơng án I các phơng án khác đều có hạ áp giống phơng án I lên

tổn thất phía hạ áp giống nh phơng án I

39

-5.2.5.Bảng tổng kết tính toán tổn thất điện áp của các phơng án

Nhận xét : Qua bảng chọn sơ bộ cáp cao áp và hạ áp của từng phơng án Qua

ác kết quả tính toán tổn thất điện áp của từng phơng án Qua bảng chọn MBA chocác phơng án Ta they các phơng án dều tơng đơng nhau Vì thế ta đem 4 phơng

án để tiếp tục so sánh kinh tế

6.Tính toán chỉ tiêu kinh tế cho các phơng án cung cấp điện

6.1.Tính tổn thất điện năng cho các phơng án

6.1.1.Các công thức tính toán :

+Tổn thất điện năng trên các đờng dây đợc tính theo công thức:

∆Add=(S2/U2).r0.l τ

Trong đó : ∆Add là tổn thất điện năng trên đờng dây (kWh)

S là công suất tính toán chạy trên đờng dây (kVA)

U là điện áp định mức của mạng (kV)

r0 là điện trở trên 1km đờng dây

l là chiều dài đờng dây

τ là thời gian tổn thất công suất max (h)

τ = (0,124 + Tmax.10-4).8760Với các phân xởng làm việc 3 ca liên tục ta lấy Tmax = 5500 h còn các phân xởng làm việc 1, 2 ca ta lấy Tmãx =2500 h

+ Tổn thất điện năng trong MBA đợc xác định theo công thức

S

S P n t P n

Trong đó:

n - Số máy biến áp ghép song song

t - Thời gian máy biến áp vận hành, với MBA vận hành suốt năm

t = 8760 h

τ - Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

40

-∆P0, ∆PN - Tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắnmạch của MBA.

Stt - Công suất tính toán của TBA

SđmB - Công suất định mức của MBA

+ Tổn thất điện năng của toàn nhà máy trong năm đợc tính theo công thức : ∆ANM = ∑∆ADD + ∑∆ABA

Trong đó : ∆ANM là tổn thất điện năng của nhà máy

∆ANM là tổng tổn thất điện năng cảu cá đờng dây

∑∆ABA là tổng tổn thất điện năng của cá TBA.

6.1.2 Tính tổn thất điện năng cho phơng án I

• Tính tổn thất điện năng trên đờng cáp từ TBA.TT về các TBA.PX

- Tổn thất điện năng từ TBA.TT về TBA.T1

TBA.T2-T3 522,66 2.XLPE-10KV(3.25) 0,727 0,065 513,64TBA.T3-T4 814,66 2.XLPE-10KV(3.16) 1,15 0,065 1973,96TBA.TT-T6 594,97 2.XLPE-10KV(3.25) 0,727 0,175 551,69TBA.T6-T5 213, 11 1.XLPE-10KV(3.16) 1,15 0,125 259,77

41

397,96 1.XLPE-10KV(3.16) 1.15 0,150 334,66

∑∆ADD=3891,3

• Tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña c¸c nh¸nh c¸p h¹ ¸p cña c¸c TBA ph©n xëng

- C¸c ph©n xëng dung chung TBA ph©n xëng cã Tmax = 2500 h

5,85)2.0,727.0,05.1225 = 2254,27 (kWh)

- TÝnh to¸n t¬ng tù cho nh¸nh cßn l¹i ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau :

• Tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong m¸y biÕn ¸p

- C¸c th«ng sè cña c¸c lo¹i m¸y biÕn ¸p

)2.5,75,1225 = 13653,64 (kWh)+ B»ng c¸ch tÝnh t¬ng tù ta cã b¶ng kÕt qu¶ cho c¸c tr¹m biÕn ¸p kh¸c