đồ án thiết kế lưới điện

Phụ tải tính toán được xác định để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp như máy biến áp,dây dẫn,các thiết bị đóng cắt,bảo vệ,…tính toán tổn thất công suất,tổn thất đ

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

************************************

I.I ĐẶT VẤN ĐỀ

Phụ tải tính toán là những phụ tải giả định lâu dài không đổi,tương đương với phụ tại thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất.Các thiết bị được chọn theo phụ tải tính toán

sẽ đảm bảo được an toàn trong mọi trang thái vận hành

Phụ tải tính toán được xác định để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp như máy biến áp,dây dẫn,các thiết bị đóng cắt,bảo vệ,…tính toán tổn thất công suất,tổn thất điện năng,tổn thất điện áp,lựa chọn thiết bị bù công suất phản kháng.Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:công suất,số lượng,chế độ làm việc của các thiết bị điện;trình độ và phương thức vận hành hệ thống.Sai số của bài toán xác định phụ tải có thể dẫn tới việc lựa chọn sơ đồ thiếu chính xác,dẫn đến giảm sút các chỉ tiêu kinh tế,kĩ thuật của hệ thống cung cấp điện.Nếu kết quả tính toánlớn hơn thực tế sẽ dẫn đến việc lãng phí vốn đầu tư,các thiết bị được lựa chọn không làm việc hết công suất dẫn đến hiệu quả thấp.Nếu kết quả tính toán nhỏ hơn giá trị thực sẽ dẫn đến sự làm việc quá tải của các thiết bị,không sử dụng hết khả năng của các thiết bị công nghiệp làm giảm công suất,tăng tổn thất điện năng và giảm tuổi thọ của các thiết bị điện

Như vậy,bài toán xác định phụ tải tính toán là giai đoạn tối quan trọng trong quá trình thiết kế cung cấp điện

1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1.1 Xác định phụ tải theo suất tiêu hao năng lượng

Nếu phụ tải điện không thay đổi hoặc thay đổi ít theo thời gian thì công suất tínhtoán có thể lấy bằng công suất trung bình và được xác định theo bị:

tt

P

d M

P tb = .

Trong đó:

d - [kWh/đvsp] Định mức tiêu thụ điện năng của một sản phẩm

M - Khối lượng sản phẩm được sản xuất ra trong thời gian T (1 ca; 1 năm)

Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp-Nếu phụ tải điện thay đổi theo thời gian thì:

Ptt = KM Ptb

KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng

Phương pháp tính toán phụ tải đơn giản nhưng có độ chính xác không cao, nó thường

được ứng dụng Trong tính toán sơ bộ đối với các cơ sở ổn định, tính toán phụ tải thuỷ lợi

Trong quy hoạch sơ bộ công suất tính toán có thể xác định theo mật độ phụ tảitrên một

P

-suất tiêu hao công suất trên một đơn vị diện tích chiếu sáng;

cs

F

- diện tích của bề mặt chiếu sáng

1.2.2 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời

Hệ số đồng thời thể hiện tính chất làm việc đồng thời của các phụ tải Theo phương

pháp này công suất tính toán được xác định dựa vào công suất lớn nhất tại các thờiđiểm cực đại Công suất tính toán là giá trị lớn nhất trong các giá trị công suất ở cácthời điểm cực đai Thông thường ta chọn hai thời điểm: cực đại ngày và cực đại đêm,lúc đó:

đ đt

n i ni

n đt tt

P k

P k

Kn

dt, kd

dt – hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại ngày và đêm xác định theobiểu thức:

( )

1 1,5.

- xác suất đóng trung bình giờ cao điểm(ngày,đêm);

Phương pháp này thường được áp dụng thuận tiện cho các nhóm thiết bị tiêu thụ điện

có công suất lớn hơn kém nhau không quá bốn lần Trong thực tế, phương pháp nàythường được áp dụng đối với phụ tải sinh hoạt

1.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu

Theo phương pháp này thì:

nc

n

k k

∑

−+

n sd

dmi i

P k k

n dmi i hd

dmi

P n

Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thểnhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán chocác phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tảihoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc v.v

1.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Theo phương pháp này:

Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất

Pđm - công suất định mức của phụ tải thứ i;

sd

k ∑

- hệ số sử dụng công suất của phụ tải

KM - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoáT=30 phút

Hệ số cực đại có thể tra bảng hoặc xác định theo công thức:

hd sd

k k

1.2.5 Phương pháp cộng phụ tải giữa các nhóm

1.2.5.1 Phương pháp số gia

Phương pháp này được áp dụng khi các nhóm phụ tải có các tính chất khác nhau.Phụ tải tổng hợp của hai nhóm được xác định bằng cách cộng giá trị của phụ tải lớnvới số gia của phụ tải bé.

2 2 1

P k P

P k P P

)(

2 1

2 1

P P

P P

  Đối với mạng điện cao áp

Phương pháp này đơn giản, dễ tính và khá chính xác, nhưng phụ tải tổng hợpcủa hai nhóm phải được xác định ở cùng một thời điểm Trong trường hợp các phụ tảithành phần không ở cùng thời điểm thì cần tính tới hệ số tham gia vào cực đại củachúng

1.2.5.2 Phương pháp tổng hợp tải theo hệ số nhu cầu

Nếu các nhóm thụ điện có cùng tính chất, thì có thể coi mỗi nhóm là một hộ dùngđiện với hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm, lúc đó công suất tổng hợp của các nhómđược xác định theo hệ số nhu cầu :

tt k P P

1

Trong đó:

Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải

k k

Với N là số nhóm và ksd Σ là hệ số sử dụng tổng hợp chung

Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải, người thiết

kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT

1.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khácnhau, muốn xác định phụ tải tính toán chính xác cần phải phân nhóm các thiết bị.Việcphân nhóm các thiết bị tuân theo các nguyên tắc sau:

- Mỗi nhóm có n thiết bị (n<12) để đảm bảo số thiết bị trong 1 nhóm là không quánhiều vì số đầu ra của các tủ động lực thường ≤12

- Các thiết bị trong cùng 1 nhóm phải ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạáp.Nên có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trongphân xưởng

- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên giống nhau để việc xácđịnh phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phươngthức cung cấp điện cho nhóm

- Tổng công suất đặt các nhóm nên tương đương nhau để giảm chủng loại các tủđộng lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy

Tuy nhiên rất khó thỏa mãn cùng một lúc các nguyên tắc trên, do đó khi thiết kếphải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án phù hợp nhất

1.1.2 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG.

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quảchiếu sáng của chiếu sáng đối với thị giác Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng cònphụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chóp đèn,

sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, mỹ thuật.Thiết kế chiếusáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Không bị lóa

- Không có bóng tối

- Phải có độ rọi đồng đều

- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với diện tích nên tatính phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa theo suất phụ tải chiếu sáng của phânxưởng

1.1.3 PHỤ TẢI TÍNH TOÁN NHÓM THÔNG THOÁNG VÀ LÀM MÁT.

Trong xưởng sửa chữa cơ khí cần phải có hệ thống thông thoáng, làm mát nhằmgiảm 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 làm tăng nhiệt độ phòng Nếu không đượctrang bị hệ thống thông thoáng và 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 nhà máyphân xưởng

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:

Q = n.V (m3/h)

Trong đó:

n- tỉ số đổi không khí (1/h), với phân xưởng cơ khí ta lấy n = 6 (1/h)

V- thể tích phân xưởng (m3), V = a.b.h

Với a,b,h (m) là chiều rộng,chiều dài,chiều cao phân xưởng

Vậy Q = n.a.b.h = 6.24.36.5 = 25920(m3/h)

Ta chọn quạt DLHCV40-PG4S F có lượng gió q= 4500(m3/h

Vậy số quạt cần để làm mát phân xưởng là : n=

259204500

=6 quạt

Bảng thông số kĩ thuật của quạt hút:

Thiết bị Công suất.W Lượng gió

6

−+

=0,822

Phụ tải tính toán của nhóm thông thoáng làm mát là:

1

0,822.6.300 1479,6(W)=1,4796(kW)

n qh

- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau( sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất…)

- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiệncho việc tính toán và cung cấp điện sau này)

- Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất trong các nhóm ít chênh lệch nhất ( để tạo ra tính đồng loạt cho các thiết bị cung cấp điện)

- Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị khống chế(thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ động lựcđược chế tạo sẵn không quá 8.Tất nhiên điều này không có nghĩa là số thiết bị trong một nhóm không nên quá 8 thiết bị vì một lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến một thiết bị nhưng nó có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị nhất là các thiết bị có côngsuất nhỏ và không yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện.Tuy nhiên số thiết bị trong mộtnhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hóa trong vận hành và giảm độ tin cậy cung cấpđiện cho từng thiết bị)

- Tuy nhiên rất khó thỏa mãn cùng một lúc các nguyên tắc trên, do đó khi thiết kế phảitùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án phù hợp nhất

- Dựa vào nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí công suất bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm phụ tải.Kết quả phân nhóm như sau:

a.Nhóm phụ tải I:

ST

T

Tên thiếtbị

Sốhiệutrên sơđồ

6 Lò điện

kiểubuồng

Tổngnhóm I

b.Nhóm phụ tải II:

STT Tên thiết bị Số hiệu

trên sơđồ

73,3 30,405

58,535

d.Nhóm phụ tải IV

STT Tên thiết bị Số hiệu trên sơ

sd k

e.Nhóm phụ tải V.

STT Tên thiết bị Số hiệu

trên sơ đồ

sd

suất đặt,

d P

1.2.3.2 Phụ tải tính toán cho các nhóm động lực.

1 Tính toán cho nhóm 1: Số liệu tính toán của nhóm 1 cho trong bảng sau:

4 Lò điện kiểu tầng 4

0,35 0,91 25

8,75 22,75

182,1 60,83 166,705

Ta có:

7

1 7 1

1

60,83 182,1

dmi sdi i

sd

dmi i

P k k

1 7 2 1

dmi i hdI

dmi i

P n

.

dmi sdi i

dlI

dmi i

P k P

os os

dmi i i

tbI

dmi i

P c c

=0,915Công suất toàn phần nhóm I:

114,54

dlI dlI

tbI

P S

2 Tính toán phụ tải động lực cho các phân xưởng khác.

Các phân xưởng khác tính toán tương tự như phân xưởng I Ta có bảng kết quả sau:

109,0665 303,5146

dl i sd i i

sd

dl i i

os os

dli tbi i

tbdl

dli i

P c c

=0,846;

Công suất toàn phần:

.

Áp dụng tổng hợp phụ tải tính toán của toàn phân xưởng (mạng điện hạ áp) như sau:

Công suất tác dụng toàn phân xưởng:

Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10

năm (10%) ta sẽ có số liệu tính toán cho phân xưởng là:

tbpx ttpx ttpx ttpx

1.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG KHÁC.

1.3.1 Phụ tải tính toán phân xưởng 1 (phân xưởng thiết bị cắt)

N0 theo sơ

đồ mặt

bằng

Tên phân xưởng

và phụ tải thiết bị điệnSố lượng Diện tích,m2 Tổng công

suất đặt Pd,kW

Hệ sốnhu cầu,

a.Công suất tính toán động lực của phân xưởng thiết bị điện là:

b.Công suất tính toán chiếu sáng của phân xưởng thiết bị điện là:

Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1, nên Qcs=0, p0=0,015(kW/m2)

197,025

cs cs dl dl tb

1 1

Các phân xưởng khác tính tương tự như phân xưởng 1, ta có bảng tổng kết sau:

Bảng số liệu tính toán của các phân xưởng còn lại trong nhà máy sửa chữa thiết bị.

Pcs,

kW PΣ, kW cosφΣ SΣ, kVA QΣ,kVAr

1 PX thiết bị cắt 1135 500 0.36 0,65 180

17,025

1.4 TÍNH CHO TOÀN XÍ NGHIỆP.

Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy:

11 1

os

tti tbi i

tbxn

tti i

P c c

tbxn

P S

1.5 BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI TOÀN XÍ NGHIỆP.

Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải.Thường để thuận tiện cho việc lựa chọn vị

trí đặt trạm, biểu đồ phụ tải dưới dạng các hình tròn trên mặt bằng xí nghiệp được thiết lập.Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải được 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 đồng đều theo diện tích phân xưởng.Vì vậy trọng tâm của phụ tải phân xưởng được xem như tâm hình học của phân xưởng.Trên biểu đồ này công suất tính toán của phân xưởng tỉ lệ với diện tích vòng tròn bán kính r được xác định theo công thức:

ttpxi pxi

S R

m

π

=

× (mm);

Trong đó:

+ Rpxi : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải phân xưởng thứ i, mm

+ Sttpxi: Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, kVA

Trong đó:

+ csi

α: Góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng i trong biểu đồ chiếu sáng

+Pcsi : Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i

+ Pttpxi: Phụ tải tính toán của phân xưởng i ( Pttpxi=Pcsi+Pdli)

Kết quả tính toán cho các phân xưởng được ghi trong bảng sau:

Hình 1.2 : Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP.

2.1 Chọn cấp điện áp phân phối.

Trước khi vạch ra các phương án cụ thể , phải lựa chọn cấp điện áp cho đườngdây truyền tải hợp lý.Trong mạng phân phối phạm vi xí nghiệp sử dụng cấp điện áptheo công thức kinh nghiệm của Zalesski:

(0,1 0,015 )

op

Trong đó: P là công suất tính toán của nhà máy (kW)

L là khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km)

Trạm biến áp trung gian ta chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là : 10(kV)

Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế- kỹ thuật củaHTĐ Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

- Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

- Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

- An toàn cho người vận hành và thiết bị

- Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng cảu phụ tải

2.2 Vị trí đặt trạm biến áp.

Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho trạm biến áp cần thỏa mãn các quy tắc sau:

-Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải của khu vực được cung cấp điện càng tốt

- Vị trí của trạm phải đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây đưa điện đếntrạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra, đồng thời phải đáp ứng được cho sự pháttriển tương lai

- Vị trí của trạm được chọn phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lâncận

- Vị trí của trạm phải đảm bảo các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khảnăng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp v.v.

- Vị trí của trạm được lựa chọn sao cho tổn thất trên đường dây là nhỏ nhất

Ta xác định tâm của phụ tải các nhóm:

Tọa độ trọng tâm của phụ tải xác định theo biểu thức:

1

1

N ttpxi i i

N ttpxi i

N ttpxi i

X,Y : tọa độ của tâm tải;

xi ,yi : tọa độ của phân xưởng i theo điểm tải đã chọn;

Si : công suất tính toán của phân xưởng i;

N : số phân xưởng có phụ tải điện trong nhà máy

S Y i i Y

2.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp.

2.3.1 Trạm phân phối trung tâm

Vì xí nghiệp có tỉ lệ phụ tải loại I và II là rất cao nên để cấp điện cho xí nghiệp taxây dựng đường dây trên không mạch kép, sử dụng dây AC Tại tường rào xí nghiệp,

ta tiến hành hạ ngầm,sử dụng cáp đồng chôn ngầm chống thấm dọc có băng thép bảo

vệ để cấp tới trạm phân phối trung tâm.Trạm phân phối trung tâm là loại trạm trongnhà sử dụng các tủ hợp bộ,cấp điện áp 10kV, từ đó cấp tới các tủ phân phối được đặttrong gian phân phối của trạm,từ đó cấp tới các trạm biến áp phân xưởng

2.3.2 Trạm biến áp phân xưởng

Các nhà máy thường sử dụng các loại máy biến áp phân xưởng:

- Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề cómột tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xâydựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác

- Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ mộtphân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt antoàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao

- Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải, nhờvậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều dàimạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi phíkim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy nhiênvốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng

- Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp đãnêu ở trên.Để đảm bảo an toàn cho người cũng như các thiết bị,mỹ quan công nghiệp

ở đây sử dụng loại trạm biến áp xây,đặt gần tâm phụ tải,gần các trục giao thông trongnội bộ nhà máy.Mặt khác cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản xuất

Trong nhà máy tùy theo nhiệm vụ mà công suất của các phân xưởng có thể chênhlệch nhau khá nhiều,căn cứ vào công suất của các phân xưởng và vị trí của nó trongnhà máy ta có thể bố trí 7 trạm biến áp phân xưởng như sau:

- Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xưởng số 1

- Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng số 2

- Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xưởng số 6,9

- Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xưởng số 8,10

- Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xưởng số 5 và 11

- Trạm biến áp B6 cấp điện cho phân xưởng số 3

- Trạm biến áp B7 cấp điện cho phân xưởng số 7 và 4

Trong đó các trạm B1,B2,B3,B5,B6,B7 cấp điện cho các phân xưởng chính xếp loại I

và II nên cần đặt 2 máy biến áp.Trạm B4 thuộc loại III chỉ cần đặt 1 máy biến áp.Cácmáy biến áp dùng máy do Việt Nam sản xuất nên không phải hiệu chỉnh theo nhiệtđộ

Trạm biến áp phân xưởng có thể đặt ở những vị trí sau:

+ Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất , chi phí xây dựng, tăng tuổi thọthiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ

+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao và chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chốngcháy nổ

+ Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao, đề phòng cháy

nổ dễ dàng

Từ những nhận xét trên, ta thấy xây dựng trạm biến áp phân xưởng ở kề bên phânxưởng là hợp lý nhất

Ta tiến hành xác định tọa độ đặt các các trạm biến áp phân xưởng như sau:

 Trạm biến áp B3: cấp điện cho phân xưởng 6 và 9

Vị trí tọa độ của tâm phụ tải trạm biến áp B3 là:

S X i i S X S X X

Căn cứ vào vị trí nhà xưởng , ta đặt TBA B3 tai vị trí có tọa độ M3 (93,21;91,776)

 Tiến hành tính toán tương tự, ta xác định được vị trí các TBA phân xưởngthích hợp trong phạm vi nhà máy Ta có bảng tọa độ các TBA phân xưởng:Phân

203,541

3 5253,111 5253,111

B6 25,81

244,454

Chọn số lượng và công suất các trạm biến áp phân xưởng

Do các trạm biến áp đặt tại các phân xưởng đều quan trọng với nhà máy nên tạimỗi trạm sẽ đặt 2 máy biến áp làm việc song song

• Trạm B1:cấp điện cho phân xưởng số 1

S

Vậy chọn 2MBA 250-10/0,4 có Sdm= 160(kVA)

• Tính toán tương tự cho các trạm biến áp còn lại (mỗi trạm biến áp đều đặt 2 máy biến áp làm việc song song do Việt Nam sản xuất,trừ trạm B4 đặt 1 máy - không phải hiệu chỉnh nhiệt độ).Ta có bảng tổng kết sau:

2.4 Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng.

2.4.1 Sơ bộ lựa chọn phương án.

Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp,tại tường rào xí nghiệp tatiến hành hạ ngầm,sử dụng cáp đồng chôn ngâm chống thấm dọc có băng thép bảo vệ

để cấp tới trạm phân phối trung tâm.Trạm phân phối trung tâm là loại trạm trong nhà

sử dụng các tủ hợp bộ cấp điện áp 10 kV từ đó cấp tới các tủ phân phối được đặt tronggian phân phối của trạm ,từ đó cấp điện áp tới các trạm biến áp phân xưởng

Ta có thể so sánh 3 phương án sau:

a) Phương án 1: Từ trạm phân phối trung tâm kéo dây trực tiếp đến các trạm biến áp

phân xưởng theo đường thẳng Phương án này có tổng chiều dài hình học nhỏ nhấtnhưng không thuận tiện cho việc thi công,vận hành và phát triển mạng điện nênkhông có tính khả thi.Vì vậy ta loại bỏ phương án này

b) Phương án 2: Ta cũng kéo dây trực tiếp từ trạm phân phối trung tâm đến các

trạm biến áp phân xưởng nhưng theo đường bẻ góc,các đường cáp sẽ được xâydựng dọc theo các mép đường và nhà xưởng Như vậy sẽ thuận tiện cho việc xâydựng,vận hành và phát triển mạng điện Tuy nhiên chiều dài của các tuyến dây sẽdài hơn so với phương án 1:

c) Phương án 3: Các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông qua các

trạm ở gần trạm PPTT.Trong đồ àn này các trạm B5,B6 sẽ được cung cấp điện từ

1 đường trục Trạm B4 lấy điện qua trạm B3

Trạm biến áp phân xưởng còn lại B1,B2,B7 được lấy điện trực tiếp từ trạm biến áptrung tâm nhưng tuyến đi dây bẻ góc dọc theo đường trục

Ưu điểm của phương án này là giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dàidây dẫn.Nhưng nhược điểm là tiết diện dây dẫn của trục chính sẽ lớn hơn do chịu tảilớn hơn

Như vậy , chúng ta sẽ tiến hành tính toán và so sánh 2 phương án là phương án 2

và phương án 3 để tìm ra phương án tối ưu nhất cung cấp điện cho xí nghiệp nhà máy

2.4.2 Tính toán lựa chọn phương án tối ưu.

a Lựa chọn dây dẫn từ điểm đấu về xí nghiệp theo hệ số J kt

Từ số liệu TM = ?, tra bảng với dây AC ta có Jkt (A/mm2)

Tiết diện kinh tế của dây dẫn:

max

lv kt kt

I F J

Kiểm tra về điều kiện sự cố 1 mạch.

k1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ,lấy k1 = 0,88

k2 : hệ số tính đến sự đặt gần nhau của dây dẫn, lấy k2 = 1(đối với dây dẫn),

k2 = 0,93(đối với dây cáp)

-Tính toán cụ thể:

Theo bài ra thì khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm nhà máy là L =268,27(m)và nhà máy nằm ở hướng Đông Nam Dây dẫn được chọn là dây nhôm lõithép, lộ kép và được đi trên không.Loại dây dẫn này dẫn điện rất tốt, lại đảm bảo được

độ bền cơ học cao nên được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế Với TM= 4800h vàdùng loại dây AC cho toàn mạng nên tra bảng có

Vậy ta chọn dây dẫn tiêu chuẩn AC-50 nối từ nguồn vào trạm biến áp, có dòngđiện cho phép là Icp = 220 (A) và ro = 0,65 (Ω/km) xo = 0,392 (Ω/km)

-Kiểm tra điều kiện khi có sự cố trên đường dây(điều kiện phát nóng):Khi sự cố đứt 1

lộ dây thì dòng điện lớn nhất chạy trên lộ dây còn lại là:

I scmax = 2.Ibt = 2.41,57= 83,14(A)

+ Đối với dây AC-50

Iscmax =83,12(A)< 0,88.Icp =0,88.220=193,6 (A) nên dây dẫn được chọn thỏamãn

-Kiểm tra điều kiện về tổn thất điện áp:

Điện trở và điện kháng trên dây dẫn:

3 0

3 0

N D AC

r L R

x L X

1.Chọn cáp từ trạm PPTT tới các trạm biến áp phân xưởng.

Khi chọn phương án có thể lựa chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp đơn giảnnhất theo dòng điện đốt nóng cho phép,nhưng sau khi đã xác định được phương án tối

ưu thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra lại theo điều kiện về tổn thất điện áp chophép

Cáp cao áp được chọn theo chỉ tiêu mật độ kinh tế của dòng điện Jkt, ta sử dụngcáp lõi đồng với Tmax = 4800 h, tra bảng ứng với Tmax như trên có Jkt = 3,1 (A/mm2) Chiều dài đường dây từ trạm biến áp trung tâm đến các trạm biến áp phân xưởngtheo đường bẻ góc được xác định:

- Tiết diện dây dẫn cần thiết của cáp là:

axkt

I m F

J kt

=

(mm2)

Dựa vào tiết diện Fkt ta sẽ tính được tiết diện tiêu chuẩn gần nhất Chọn được cáp

cụ thể có r0 , x0 (Ω/km) và dòng điện làm việc cho phép Icp (A)

Với L0-i là chiều dài từ trạm PPTT tới trạm biến áp phân xưởng.

Kiểm tra về điều kiện sự cố 1 mạch (trường hợp mạch cáp đôi)

[ ]AI

sc k k I I

k1 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy k1 =0,88

k2 - hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một hào cáp

các rãnh đặt 2 cáp có khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 (mm) có

0

2

tt pxi

oi i đm

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc =

1)1(

)1.(

−+

i i

Ở đây, ta lấy tuổi thọ công trình là 25 năm, chọn tỉ lệ khấu hao là i = 0,14

Như vậy:

25 25

(1 ) 0,14.1,14

0,145 (1 ) 1 1,14 1

h h

Hệ số khấu hao của đường dây kkh( tra bảng )

Do đó hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là :

V0-i = V0.L0-i [đ]

Chi phí quy đổi: Z0-i = p.V0-1 + C0-i [đ]

Từ kết quả của bảng ta có chi phí qui dẫn tổng của phương án ZPA1

Ta đi so sánh các phương án:

2.Tính toán cụ thể:

a.Chọn cáp cao áp từ trạm biến áp trung tâm đến trạm biến áp phân xưởng

• Trạm biến áp B1: Cấp điện cho phân xưởng 1

- Chiều dài đường dây từ trạm biến áp trung tâm đến các phân xưởng theo đường bẻgóc được xác định:

* Kiểm tra điều điện phát nóng:

Khi có sự cố trên 1 lộ dây thì dòng điện sự cố chạy trên đoạn còn lại là:

Isc = 2.Imax = 2.8,36= 16,72 (A) < 0,88.0,93.Icp =0,88.0,93.110=90,024(A)

Vậy dây cáp được chọn đạt yêu cầu: ro = 1,15 (Ω/km) ,xo = 0,17 (Ω/km)

* Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp:

U

U dm

∆

(thỏa mãn) Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây:

( )

2 289,65752

6 1,15.26,626.10 0,013

Bảng tổng kết chi phí quy đổi của phương án 2

* Kiểm tra điều điện phát nóng:

Khi có sự cố trên 1 lộ dây thì dòng điện sự cố chạy trên đoạn còn lại là:

Isc = 2.Imax = 2.6,37= 12,74 (A) < 0,88.0,93.Icp =0,88.0,93.110=90,024(A)

Vậy dây dẫn được chọn đạt yêu cầu: ro = 1,15 (Ω/km) ,xo = 0,17 (Ω/km)

* Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp: