thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy xi măng

Phương pháp này thường được sử dụng đối với các nhà máy khi đã thiết kế nhà xưởng chưa có thiết kế bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng lúc này mới chỉ biết duy nhất một số liệu cụ

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG

Trong thời đại công nghiệp hoá hiện nay thì việc phát triển cơ sở hạtầng, phúc lợi xã hội là rất cần thiết, đó là tiền đề cho phát triển kinh tế-xã hội Do đó ngành xây dựng hiện nay phát triển nhanh chóng Song songvới sự phát triển đó thiø nghành sản xuất xi măng cũng rất phát triển, lượng

xi măng của các nhà máy trong nước ta sản xuất ra không đáp ứng đủ chongành xây dựng Do vậy sự ra đời và phát triển các nhà máy xi măng làkhông thể thiếu để đáp ứng nhu cầu đó

Vấn đề đặt ra ở đây là chất lượng sản phẩm và tiết kiệm điện năngđó là vấn đề rất quan trọng quyết định đến sự tồn tại và phát triển của nhàmáy Chất lượng sản phẩm quyết định bởi nhiều yếu tố, trong đó yếu tốquyết định là chất lượng điện năng cung cấp cho nhà máy Do đó việcthiết kế cung cấp điện cho nhà máy có nhiệm vụ đề ra phương án cấp điệntối ưu và hợp lý, hợp lý và chất lượng cao Một phương án cung cấp điệntối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ thống điện và cho chi phívận hành, giảm được tổn thất điện hàng năm, vận hành đơn giản, sửa chữaquản lý dễ dàng, do đó chất lượng sản phẩm được đảm bảo và giảm đượcchi phí cho nhà máy

Nhà máy có diện tích và quy mô lớn, có 11 bộ phận phân xưởng cầncấp điện, chúng phân bố rãi rác trên mặt bằng nhà máy Phụ tải của nhàmáy rất lớn trên 4000 kVA, môi trường làm việc của các thiết bị điệntrong nhà máy nói chung là khô ráo, ít chất ăn mòn nhưng cũng có nhiềubụi, tiếng ồn và va đập cơ khí

Theo độ tin cậy cung cấp điện, nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụloại một Tuy có vốn đầu tư lớn ban đầu nhưng chất lượng cung cấp điệncho nhà máy liên tục, chất lượng sản phẩm tốt và đảm bảo, tránh gây thiệthại về kinh tế cho nhà máy.

Đồ án này cung cấp điện cho nhà máy xi măng nên phải thỏa mãncác yêu cầu trên Đồ án sử dụng các tài liệu tham khảo:

1 "Thiết kế cấp điện” của Ngô Hồng Quang (chủ biên),Vũ VănTầm Kí hiệu [ TL1]

2 “Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhàcao tầng” của Nguyễn Công Hiền (chủ biên) và Nguyễn Mạnh Hoạch Kíhiệu [ TL2]

3 “Cung cấp điện” của Nguyễn Xuân Phú (chủ biên), Nguyễn Cơng Hiền vàNguyễn Bội Khuê Kí hiệu [ TL3]

4 “ Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV ” của NgơHồng Quang Kí hiệu [ TL4]

Nội dung đồ án yêu cầu gồm 7 phần:

Phần 1: Tính phụ tải tính toán cho nhà máy

Phần 2: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy

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

Phần 4: Thiết kế chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phần 5: Thiết trạm biến áp phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phần 6: Thiết kế đường dây trung áp cho nhà máy

Phần 7: Tính toán bù cos cho nhà máy

LỜI CẢM ¬n

Việc làm đồ án tốt nghiệp đã giúp em cĩ được những kiến thức tổng hợp, vì

đồ án này cĩ liên quan rất nhiều mơn học mà em được học ở giãng đường Ngồi

ra cịn cĩ thêm những kiến thức thực tế, những kiến thức kinh nghiệm bổ sung cho

lý thuyết đã đươc học ở trường

Tuy nhiên do cịn hạn chế về kiến thức, hạn chế về kinh nghiệm thực tế, thờigian thực hiện … nên tập đồ án cịn khơng thể tránh khỏi những sai sĩt, kính mong

cơ hướng dẫn cùng các thầy cơ trong bộ mơn gĩp ý chỉ bảo thêm, để cho đồ án của

em được hồn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cơ trong Bộ mơn Thiết Bị Điện - Điện

Tử, khoa Điện, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Đặc biệt là cơ Lưu Mỹ Thuận

đã dành nhiều thời gian quí báu, tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án nàyđúng thời hạn mà bộ mơn đã đề ra Em xin chân thành cám ơn

Sinh viên

Lê Quang Kha

KẾT LUẬN

Sau 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp cung cấp điện, với sự hướng dẫn tậntình của Cô Lưu Mỹ Thuận Đến nay em đã hoàn thành đồ án này Qua tập đồán đã giúp em nắm vững về những kiến thức cơ bản đã được học để giải quyếtnhững vấn đề trong công tác thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện Nhờvậy tập đồ án đã hoàn thành nhửng yêu cầu đã đề ra

Với kiến thức tài liệu thông tin có hạn, nên đồ án này không tránh khỏinhững thiếu sót Rất mong được sự góp ý chân tình của các thầy cô giáo trongnhà trường đặc biệt là thầy cô trong khoa Điện và các bạn nhằm làm cho bảnthuyết minh ngày càng được hoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Cô hướng dẫnLưu Mỹ Thuận và các thầy cô trong khoa điện cho việc hoàn thành đồ án tốtnghiệp của em đúng thời hạn

Hà nội ngày 30 tháng 5 năm 2005

Sinh viên thực hiện:

Lê Quang KhaLớp: Điện Kỹ Thuật – K45

PHAÀN I TÍNH PHUẽ TAÛI TÍNH TOAÙN CHO NHAỉ MAÙY

CHệễNG 1

cơ sở Lí THUYẾT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

I Những yêu cầu khi thiết kế cấp điện.

Mục tiờu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiờuthụ cú đủ lượng điện năng yờu cầu với chất lượng điện tốt Vỡ thế cú thể nờu ra một

số yờu cầu khi cựng cấp điện như sau:

+ Đảm bảo cung cấp điện cú độ tin cậy cao

+ Nõng cao chất lượng điện và giảm tổn thất điện năng

+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trỡ và sửa chữa

+ Phớ tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất

ii các phơng pháp xác định phụ tải tính toán.

Phụ tải điện phụ thuộc nhiều yếu tố như: cụng suất và số lượng cỏc mỏy chế

độ vận hành của chỳng, quy trỡnh cụng nghệ sản xuất và trỡnh độ vận hành củacụng nhõn … Vỡ vậy việc xỏc định chớnh xỏc phụ tải tớnh toỏn là một nhiệm vụ khúkhăn nhưng rất quan trọng Bởi vỡ nếu phụ tải tớnh toỏn được xỏc định nhỏ hơn phụtải thực tế thỡ sẽ làm giảm tuổi thọ cỏc thiết bị điện cú khi dẫn tới chỏy, nổ rất nguyhiểm Cũn nếu phụ tải tớnh toỏn xỏc định lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thỡ cỏc thiết

bị điện được chọn sẽ quỏ lớn so với yờu cầu do đú gõy ra chọn thiết bị lóng phớ.Hiện nay cú nhiều phương phỏp để tớnh phụ tải tớnh toỏn Những phương phỏpđơn giản tớnh toỏn thuận tiện nhưng thường cho kết quả khụng thật chớnh xỏc.Ngược lại, nếu độ chớnh xỏc được nõng cao thỡ phương phỏp tớnh sẽ phức tạp hơn

Do đú mà tuỳ theo yờu cầu và giai đoạn thiết kế mà ta cú phương phỏp thớch hợp.Sau đõy là cỏc phương phỏp thường được sử dụng để xỏc định phụ tải tớnh toỏn:

1.Xỏc định phụ tải tớnh toỏn theo cụng xuất đặt (P đ ) và hệ thống nhu cầu (k nc ).

Phương pháp này thường được sử dụng đối với các nhà máy khi đã thiết kế nhà xưởng (chưa có thiết kế bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng) lúc này mới chỉ biết duy nhất một số liệu cụ thể là công suất đặt của từng phân xưởng.Phụ tải tính toán của mỗi phân xưởng được xác định:

a Phụ tải động lực:

Pđl = knc Pđ

Qđl = Pđl tgφTrong đó:

Pđ - công xuất đặt của phụ tải

knc - hệ số nhu cầu, được tra trong sổ tay kĩ thuật

cosφ - hệ số công suất, được tra trong sổ tay kĩ thuật

tgφ - được tính ra từ cosφ

b Phụ tải chiếu sáng:

PCS = PO S

QCS = PCS tgφTrong đó:

PO - xuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m²)

S - diện tích cần được chiếu sáng (m²)

c Phụ tải tính toán toàn phần mỗi phân xưởng:

CS dl CS

Trong đó:

kđt - hệ thống đồng thời, xét khả năng phụ tải của các nhóm không đồng thời

Có thể tạm lấy:

kđt = 0,9 ÷ 0,95 khi số nhóm thiết bị là n = 2 ÷ 4

kđt = 0,8 ÷ 0,85 khi số nhóm thiết bị là n = 5 ÷ 10

* Nhận xét: Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện vì

vậy nó là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi trong tính toán cungcấp điện

2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k max và công xuất trung bình P tb

Ta cần phải xác định công suất tính toán của từng nhóm thiết bị theo côngthức:

ksd - hệ thống sử dụng của nhóm thiết bị, tra được từ sổ tay

kmax - hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng ksd và

số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq

+ Xác định n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suấtcủa thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm

+ Xác định P1 là công suất của n1 thiết bị trên :

kti - hệ số tải, nếu không biết có thể lấy gần đúng.

kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

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

Nhận xét: Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, vì khi xác định

số thiết bị hiệu quả chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnhhưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như

sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng

Phương pháp này được dùng khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng cácphương pháp tương đối đơn giản hoặc khi nâng cao độ chính xác của phụ tải tínhtoán

3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Phụ tải tính toán được xác định bằng công thức:

Ptt = Po FTrong đó:

Po - suất phụ tải trên 1m² diện tích sản xuất ( kW/m² ) Giá trị Po có thể trađược trong các sổ tay, giá trị Po của từng loại hộ tiêu thụ do kinh nghiệm vận hànhthống kê lại mà có

F - diện tích sản xuất (m²) tức là diện tích mặt bằng phân xưởng dùng để đặtmáy sản xuất.

Nhận xét: Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng Vì vậy nó thường

được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ Nó cũng được dùng để tính phụ tải cácphân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều như: gia công cơkhí, dệt, sản xuất ô tô, vòng bi …

4 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

Phụ tải tính toán được xác định bằng công thức:

Trong đó :

M - số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm (sản lượng)

Wo - suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm( kWh/đvsp)

Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn nhất, tính bằng giờ (h)

Nhận xét: Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị

điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy nén khí, các thiết bịđiện phân … khi đó phụ tải tính toán gần như bằng phụ tải trung bình và kết quảtính tương đối chính xác

Hình I.1: Mặt bằng nhà máy X

Cây

Xanh

Ao PX1

PX2

PX3 PX8

PPTT

Xưởng sửa chữa cơ khí PX7 1800 Theo tính toán 8,1 0,75

Trạm bơm và xử lý nước thải PX8 1100 500 0,85 3,2

Phân xưởng sửa chữa cơ khí (SCCK) có diện tích 1800m² và tổng số thiết bị

có trong phân xưởng là 41, có vị trí đặt như hình I.1

Dựa vào bảng danh mục thiết bị, công suất của phân xưởng SCCK mà emchia ra 5 nhóm thiết bị chính sau:

+ Một tủ chiếu sáng (CS) và 5 tủ động lực (ĐL).

Mỗi tủ động lực cung cấp cho một nhóm thiết bị đặt gần nhau và dùngphương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trungbình Ptb để tính công suất tính toán cho từng tủ động lực, rồi tính cho toàn bộ phânxưởng sửa chữa cơ khí (SCCK)

1 Công suất tính toán tủ động lực 1 (ĐL1).

Bảng I.2 Phụ tải tủ ĐL1.

Số thứ tự Tên thiết bị Số lượng Công suất

(kW)

2 , 29 Cos

7 , 48

kt.Pđmi

Với kt: Hệ số tải, lấy gần đúng kt = 0,9

Tra [PL1.1-TL1 ] được cosφ = 0,6 → tgφ = 1,33.

53 Cos

3 , 88

Số thứ tự Tên thiết bị Số lượng TĐ

%

Công suất (kW)

+ Tổng công suất của 8 thiết bị trong nhóm P = 56,64 kW

PĐL3 = ksd kmax 

8 1

30 Cos

Công suất (kW)

Thiết bi tủ ĐL4 có thiết bị “Máy hàn điểm” có tham số Sđm = 25 kVA, TĐ% =25%, đây là thiết bị làm việc với lưới điện 1 pha nên cần quy đổi về chế độ làm việc củalưới điện 3 pha

Tra [PL2.1-TL3] được hệ số công suất của “Máy hàn điểm” có cosφ = 0,6.Vậy:

Pđm = 25.0,6 = 15 kW

Pqđ = 3.15 0 , 25  22 , 5 kW+ Tổng số tiết bị trong nhóm n = 8

+ Tổng công suất của 8 thiết bị trong nhóm P = 44,65 kW

5 , 22

kt.Pđmi

Với kt: Hệ số tải, lấy gần đúng kt = 0,9

Tra [PL1.1-TL1 ] được cosφ = 0,6 → tgφ = 1,33.

Vậy:

PĐL4 = 0,9.44,65 = 40 kW

QĐL4 = PĐL4 tgφ = 40 1,33 = 53 kVAr

SĐL4 = 67

6 , 0

40 Cos

67

30



Với các giá trị n* và P* tra [PL 1.5 - TL1] có được nhq* = 0,42

kt.Pđmi

Với kt: Hệ số tải, lấy gần đúng kt = 0,9

Tra [PL1.1-TL1 ] được cos   = 0,6

Thiết bi tủ ĐL5 có thiết bị “Tủ sấy” có cos 1

4 

621 , 0 4 , 53 3

6 , 0 4 , 53 1 3 cos

cos

.

4

4 4

P P

→ tgφ = 1,26Vậy:

PĐL5 = 0,9.53,4 = 48 kW

QĐL5 = PĐL5 tgφ = 48 1,26 = 60,5 kVAr

SĐL5 = 77 , 3

621 , 0

48 Cos

3 , 77

Công suất chiếu sáng được xác định theo:

Pcs = Po S

Po - suất phụ tải chiếu sáng (W/m²)

Tra [ PL1.2 - TL1] chọn Po =16W/m² để đủ độ rọi cho phân xưởng

S - diện tích phân xưởng SCCK (PX7) = 1800 m².

Pcs = 16 1800 = 28,8 kW

Ics = 41 , 6

4 , 0 3

8 , 28

P CS

A

7 Công suất tính toán toàn phân xưởng SCCK – Phân xưởng 7 (PX7).

+ Công suất tác dụng tính toán của 5 tủ ĐL:

PPX7 = kđt 

5 1

QPX7 = kđt 

5

QPX7 = 0,85(39 + 70,5 +40 +53 + 60,5) = 223,34 kVAr+ Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng SCCK:

SPX7 =   2

7 2

1.Phân xưởng Đập đá vôi và đất sét – PX1.

- Diện tích phân xưởng: S1 = 1600 m²

- Công suất đặt : Pđ = 800 kW

- Dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng cho PX1 nên cosφ = 1, Qcs = 0

Tra [PL1.3 - TL1] chọn knc = 0,6 và cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02

Tra [PL1.2 - TL1] chọn suất chiếu sáng cho PX1, Po = 15 W/m²

+ Công suất tác dụng tính toán PX1:

Ptt1 = knc Pđ = 0,6.800 = 480 kW

+ Công suất phản kháng tính toán PX1:

Qtt1 = Ptt1 tgφ = 480 1,02 = 489,6 kVAr+ Công suất tác dụng chiếu sáng tính toán PX1:

PCS1 = Po S1 = 15 1600 = 24 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX1:

Stt1 = (Ptt1  PCS1)²  Qtt1²

Stt1 = (480  2 4 )²  489,6²  702 , 65 kVA

2 Kho nguyên liệu – PX2.

- Diện tích phân xưởng: S2 = 1450 m²

- Công suất đặt: Pđ = 300 kW

- Dùng đèn sợi đốt chiếu sáng cho PX2 nên cosφ = 1 và QCS2 = 0.Tra [PL1.3 - TL1] chọn knc = 0,7 và cosφ = 0,8 → tgφ = 0,75

Tra [PL1.2 - TL1] chọn suất chiếu sáng cho PX2, Po = 10W/m².+ Công suất tác dụng tính toán PX2:

Ptt2 = knc Pđ = 0,7 300 = 210 kW+ Công suất phản kháng tính toán PX2:

Qtt2 = Ptt2 tgφ = 210 0,75 = 157,5 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX2:

PCS2 = Po S2 = 10 1450 =14,5 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX2:

tt2 CS2

tt2 P )² Q

Stt2 = (210  4 , 5 )²  157,5²  274 , 24 kVA

3 Phân xưởng nghiền nguyên liệu – PX3.

- Diện tích phân xưởng: S3 = 1350 m²

Qtt3 = Ptt3 tgφ = 600 1,02 = 612,12 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX3:

PCS3= Po S3 = 15 1350 =20,25 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX3:

tt3 CS3

tt3 P )² Q

Stt3 = (600  2 0 , 25 )²  612,12 , ²  871 , 4 kVA

4 Phân xưởng nghiền than – PX4.

- Diện tích phân xưởng: S4 = 1500m²

- Công suất đặt : Pđ = 700 kW

- Dùng đèn sợi đốt chiếu sáng cho PX4 nên cosφ = 1 và QCS4 = 0

Tra [PL1.3 - TL1] chọn knc = 0,6 và cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02.

Tra [PL1.2 - TL1] chọn suất chiếu sáng cho PX4, Po = 15W/m².+ Công suất tác dụng tính toán PX4:

Ptt4 = knc Pđ = 0,6 700 = 420 kW+ Công suất phản kháng tính toán PX4:

Qtt4 = Ptt4 tgφ = 420 1,02 = 428,5 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX4:

PCS4= Po S4 = 15 1500 =22,5 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX4:

tt4 CS4

Qtt5= Ptt5 tgφ = 630 0,484 = 305 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX5:

PCS5= Po S5 = 10 1900 =19 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX5:

tt5 CS5

tt5 P )² Q

Stt5 = (630  19 )²  305²  717 kVA

6 Phân xưởng nghiền Xi măng – PX6

- Diện tích phân xưởng: S6 = 1400 m²

Qtt6= Ptt6 tgφ = 540 1,02 = 551 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX6:

PCS6= Po S6 = 15 1400 = 21 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX6:

tt6 CS6

tt6 P )² Q

Stt6 = (540  21 )²  551²  786 , 34 kVA

7 Trạm bơm và xử lý nước thải – PX8.

- Diện tích phân xưởng: S8 = 1100 m²

Qtt8= Ptt8 tgφ = 350 0,75 = 262,5kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX8:

PCS8= Po S8 = 15 1100 = 16,5 kW

+ Công suất tính toán toàn phần của PX8:

tt8 CS8

tt8 P )² Q

Stt8 = (350  16 , 5 )²  262,5²  451 kVA

8 Phân xưởng đóng bao – PX9.

- Diện tích phân xưởng: S9 = 1730 m²

- Công suất đặt : Pđ = 400 kW

- Dùng đèn sợi đốt chiếu sáng cho PX9 nên cosφ = 1 và QCS9 = 0.Tra [PL1.3 - TL1] chọn knc = 0,5 và cosφ = 0,7 → tgφ = 1,02

Tra [PL1.2 - TL1] chọn suất chiếu sáng cho PX9, Po = 10W/m²

+ Công suất tác dụng tính toán PX9:

Ptt9= knc Pđ = 0,5 400 = 200 kW+ Công suất phản kháng tính toán PX9:

Qtt9= Ptt9 tgφ = 200 1,02 = 204 kVAr+ Công suất tính toán chiếu sáng PX9:

PCS9= Po S9 = 10 1730 = 17,3 kW+ Công suất tính toán toàn phần của PX9:

tt9 CS9

tt9 P )² Q

Stt9 = (200  17 , 3 )²  204²  298 kVA

9 Phòng điều khiển trung tâm và phòng thí nghiệm – TN10.

- Diện tích phân xưởng: S10 = 1200 m²

- Công suất đặt : Pđ = 200 kW

- Dùng đèn tuýp chiếu sáng cho TN10 để bảo đảm tính mỹ quan

và tránh nóng cho nhân viên nên cosφ = 0,8

Tra [PL1.3 TL1] chọn knc = 0,8 và cosφ = 0,8 → tgφ = 0,75

Tra [PL1.2 TL1] chọn suất chiếu sáng cho TN10, Po = 20 W/m².+ Công suất tác dụng tính toán TN10:

Ptt10= knc Pđ = 0,8 200 = 160 kW+ Công suất phản kháng tính toán PX10:

Qtt10= Ptt10 tgφ = 160 0,75 = 120 kVAr+ Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng TN10:

PCS10= Po S10 = 20 1200 = 24 kW

+ Công suất phản kháng tính toán chiếu sáng TN10:

QCS10 = Pcs10 tgφ = 24.0,75 = 18 kVAr+ Công suất tính toán toàn phần của TN10:

Qtt11= Ptt11 tgφ = 160 0,75 = 120 kVAr+ Công suất tác dụng tính toán chiếu sáng HC11:

PCS11= Po S11 = 15 900 = 13,5 kW+ Công suất phản kháng tính toán chiếu sáng HC11:

QCS11 = Pcs11 tgφ = 13,5.0,75 = 10,13kVAr+ Công suất tính toán toàn phần của HC11:

Stt11 = (Ptt11 PCS11)²  (Qtt11 QCS11)²

Stt11 = (160  1 3,5)²  (120  10,13)²  217 kVA

XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN TOÀN NHÀ MÁY

Dựa vào số liệu bảng I.8, xác định :

1 Công suất tác dụng tính toán toàn nhà máy.

2 Công suất phản kháng tính toán toàn nhà máy.

= 2626,27 kVA

3 Công suất toàn phần tính toán toàn nhà máy.

Snm = P Q 2 3106 2 2626 , 27 2 4067 , 5

nm 2

4 Hệ số công suất của nhà máy.

5 , 4067

CHƯƠNG 5

XÁC ĐỊNH BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI NHÀ MÁY

Biểu đồ phụ tải của nhà máy cho biết mức độ phân bố phụ tải động lực vàphụ tải chiếu sáng trong từng phân xưởng, để từ đó làm cơ sở cho việc đặt vị trícủa các trạm biến áp một cách hợp lý

Phụ tải tính toán mỗi phân xưởng được biểu diễn bằng vòng tròn có bánkính R được xác định theo công thức:

Stti = 2

i

R

 m

Stti (mm)Trong đó :

m – tỷ lệ xích (KVA/mm²); tuỳ chọn, ta chọn m = 3kVA/mm²

Stti – công suất toàn phần tính toán phân xưởng i

Ri – bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng i (mm).Phụ tải chiếu sáng trong từng phân xưởng được biểu diễn bằng góc chiếusáng  CS được xác định:

tti

CSi CSi

P

P 360





Trong đó:

Pcsi : phụ tải chiếu sáng tính toán phân xưởng i

Ptti : phụ tải tác dụng tính toán phân xưởng i

1 Xác định các giá trị R 1 và  CS1 của PX1.

3 14 , 3

65 , 702

P

P

14 , 17 504

24 360

+ R2 = 5 , 4

3 14 , 3

24 , 274

P

P

25 , 23 5

, 224

5 , 14 360

4 , 871

P

P

75 , 11 25 , 620

25 , 20 360

616

P

P

3 , 18 5 , 442

5 , 22 360

717

P

P

5 , 10 649

19 360

34 , 786

P

P

5 , 13 561

21 360

299

P

P

15 , 21 8

, 198

8 , 28 360

451

m

S tt

+ o

tt

CS CS

P

P

2 , 16 5 , 366

5 , 16 360

298

P

P

7 , 28 3

, 217

3 , 17 360

230

P

P

47 184

24 360

P

P

28 5

, 173

5 , 13 360

B ng I.9 B ng k t qu ết quả đồ thị phụ tải và góc chiếu sáng các phân xưởng đồ thị phụ tải và góc chiếu sáng các phân xưởng ị phụ tải và góc chiếu sáng các phân xưởng th ph t i v góc chi u sáng các phân x ụ tải và góc chiếu sáng các phân xưởng à góc chiếu sáng các phân xưởng ết quả đồ thị phụ tải và góc chiếu sáng các phân xưởng ưởng ng

c a nh máy (Theo b¶ng I.8) ủa nhà máy (Theo b¶ng I.8) à góc chiếu sáng các phân xưởng

R (mm )

CS

( o )

Trạm bơm và xử lý nước thải PX8 16,5 366,5 451 6,92 16,2

11 217

10 230

2989

8 451

2997

6 786,34 4 7175

616

871,43

2 274,24 702,651

X

Coâng Vieân

Caây

Xanh

PHẦN II THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

CHƯƠNG 1

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY

Việc lựa chọn phương ỏn cung cấp điện bao gồm: chọn cấp điện ỏp nguồnđiện, sơ đồ nối dõy, phương thức vận hành … cỏc vấn đề này cú ảnh hưởng trựctiếp đến vận hành, khai thỏc và phỏt huy hiệu quả của hệ thống điện

Muốn thực hiện đỳng đắn và hợp lý nhất ta phải thu thập và phõn tớch đầy đủcỏc số liệu ban đầu Sau đú tiến hành so sỏnh giữa cỏc phương ỏn đó được đề ra vềphương diện kinh tế và kỹ thuật

Phương ỏn lựa chọn được xem là hợp lý nếu thỏa món cỏc yờu cầu sau:+ Đảm bảo chất lượng điện, nghĩa là đảm bảo tần số và điện ỏp nằm trongphạm vi cho phộp

+ Đảm bảo độ tin cậy, tớnh liờn tục cung cấp điện theo yờu cầu của phụ tải.+ Thuận tiện trong vận hành lắp rỏp và sửa chữa

+ Cú cỏc chỉ tiờu kinh tế và kỹ thuật hợp lý

Sau đú tiến hành so sỏnh kinh tế chọn phương ỏn tối ưu là phương ỏn cú chiphớ tớnh toỏn hàng năm bộ nhất

i xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT).

Cụng suất của nhà mỏy Snm = 4067,5 kVA Đõy là nhà mỏy cú quy mụ lớn

và quan trọng về mặt kinh tế, do đú nhà mỏy phải được cấp điện liờn tục nờn đượcxếp vào hộ tiờu thụ loại 1

Vỡ nhà mỏy cú cụng suất lớn nờn ta dự phũng bằng cỏc mỏy phỏt điện sẽkhụng cú lợi bằng cỏch cấp điện bằng 2 đường dõy trung ỏp Vỡ vậy ta cần phải xõydựng trạm phõn phối trung tõm (PPTT) với một hệ thống thanh gúp và liờn lạc vớinhau bằng mỏy cắt liờn lạc

Trạm PPTT nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) về rồi phân phốicho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX).

Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy hình I.1 vẽ hệ toạ độ XOY, vị trí đặt trạm

PPTT là trọng tâm phụ tải của nhà máy được xác định theo toạ độ M(X,Y) sau :

11 1

.

i tti

i

i tti

S

X S

11 1

.

i tti

i

i tti

S

Y S

Trong đó:

Stti : Công suất tính toán phân xưởng thứ i

Xi, Yi : Toa độ phân xưỏng thứ i

Bảng II.1 Toạ độ các phân xưởng.

Tên phân xưởng Ký hiệu

Toạ độ

Lò nung và làm sạch Klenke PX5 8,1 9,4

Trạm bơm và xử lý nước thải PX8 0,85 3,2

Vậy toạ độ của trạm PPTT là :

X=

217 230 298 451 299 34 , 786 717 616 4 , 871 24 , 274 65 , 702

5 217 1 , 2 230 3 , 8 298 85 , 0 451 1 , 8 299 4 , 5 34 , 876 1 , 8 717 1 , 8 616 8 , 1 4 , 871 8 , 1 24 , 274 8

82 , 25230



Y=

217 230 298 451 299 34 , 786 717 616 4 , 871 24 , 274 65 , 702

1 , 1 217 75 , 0 230 5 298 2 , 3 451 75 , 0 299 8 , 8 34 , 786 4 , 9 717 9 , 7 616 9 , 4 4 , 871 2 , 7 24 , 274 4

34959



Toạ độ trạm PPTT là M (4,6; 6,4) Toạ độ này nằm sát đường giao thông

nên em quyết định chuyển M sang khoảng đất trống có toạ độ là M’(5; 7)

II CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP TRUNG GIAN VỀ TRẠM

PHÂN PHỐI TRUNG TÂM.

Vì nhà máy thuộc hộ loại 1, sẽ dùng đường dây điện trên không lộ kép – dây

nhôm lõi thép dài 5 km dẫn điện từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy

Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, mạng cao áp của nhà máy dùng cáp ngầm,

mạng hạ áp từ trạm biến áp đến các phân xưởng cũng đi cáp ngầm

Đường dây trên không, lộ kép từ trạm BATG về trạm PPTT tải toàn bộ công

suất của nhà máy:

22 3 2

5 , 4067

ttnm

U a

S

ADùng dây AC có Tmax = 5200h tra bảng [2.10_TL1] có Jkt = 1 A/mm²

Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:

1

4 , 53

số ở bảng sau : Tra [PL4.12_TL2]

Bảng II.2 Thông số của dây dẩn AC-70.

Loại dây r o (Ω/km) x o (Ω/km) I cp (A) D tbhh (m)

Vậy chọn 2AC-70

Kiểm tra dây dẫn đã chọn:

Đứt một đưòng dây, đưòng dây còn lại phải mang toàn bộ tải của nhà máy

Isc = 2.Ittnm < Icp

2.53,4 = 106,8 A < 275 A2AC_70 thỏa mãn điều kiện khi có sự cố

∆Ucp = 5% Uđm = 1005 22.10³ = 1100 VTổn thất điện áp trên đường dây được xác định:

∆U =

m d

ttnm ttnm

U

X Q R

, 2 3106





V

Ta thấy ∆U < ∆Ucp

Nên dây 2AC_70 đã chọn là hợp lý

III VẠCH PH ƯƠNG ÁN CẤP ĐI ỆN

Số lượng các trạm biến áp (TBA) trong nhà máy có liên quan chặt chẽ tớiphương án cung cấp điện Nếu chọn không hợp lý có thể dẫn tới vốn đầu tư cao,

mà tổn thất điện năng lớn, chất lượng điện năng cấp cho nhà máy không cao…Vậy các TBA phải thỏa mãn các điều kiện sau:

+ An toàn và liên tục cung cấp điện

+ Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cấp đi tới

+ Thao tác vận hành quản lý dễ dàng

+ Tiết kiệm vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ.

Do vậy trước khi thiết kế mạng điện cho nhà máy ta vạch ra nhiêù phương

án Cụ thể vạch ra 4 phương án sau:

1 Phương án 1 – PA1 (Hình II.1)

- Chọn 5 trạm biến áp, mỗi trạm có 2 máy biến áp(MBA)

- Điện cung cấp trực tiếp từ trạm PPTT về mỗi trạm biến áp bằng cápngầm lộ kép XLPE, theo PA hình tia

- Trạm B1 cấp điện cho PX1, PX2 và liền kề PX2 Trạm B2 cấp điệncho PX3, PX8 và liền kề PX3 Trạm B3 cấp điện cho PX4, PX9 và liền kề PX4.Trạm B3 cấp điện cho PX5, PX6 và liền kề PX6 Trạm B5 cấp điện cho PX7,TN10, HC11 và liền kề HC11

2 Phương án 2 – PA2 (Hình II.2).

Giống PA1, chỉ khác là có sự liên thông của trạm B5 lấy điện từ trạm B2

3 Phương án 3 – PA3 (Hình II.3).

-Chọn 6 TBA, mổi trạm có 2 MBA.

-Trạm B3,B5, giống PA1.

-Trạm B4 của PA1 tách thành trạm B4 cấp cho PX6 liền kề PX6 và liên

thông trạm B6 cấp điện cho PX5 liền kề PX5 Trạm B6 lấy điện từ trạm B4

- Điện cung cấp trức tiếp từ trạm PPTT đến mỗi trạm biến áp bằng cáp ngầm

lộ kép XLPE, theo PA hình tia và liên thông

4 Phương án 4 – PA4(Hình II.4).

- Chọn 4 TBA, mổi trạm có 2 MBA.

- Trạm B1giống PA1.Trạm B2 cấp điện cho PX3, PX8, PX9 và liền

kề PX3 Trạm B3 cấp điện cho PX4, PX5, PX6 và liền kề PX6.Trạm B4 giốngtrạm B5 của PA1

- Điện cung cấp trực tiếp từ trạm PPTT về mỗi trạm biến áp bằng cáp

ngầm lộ kép XLPE, theo PA hình tia

- Trạm BA liền kề PX nào lấy chiều dài cáp đến PX đó 10m

Hình II.1 Phương án 1_PA1.

TN10

PX8 PX3 PX2

PX1

Ao

Công Viên

0

B1

B2

B3 B4

B5

B5

B4 B3

B2 B1

0

Công Viên

Ao PX1

PX2

PX3 PX8

PPTT

Hình II.2 Phương án 2_PA2.